Objekat koji kruži oko zvezde udaljene 1.400 svetlosnih godina ozbiljno se suprotstavlja našim predstavama o tome šta je moguće u Univerzumu.
To je smeđi patuljak, radoznala kategorija objekata koji se nalaze na jazu između planeta i zvezda, ali je na tako bliskoj orbiti sa svojom veoma vrućom zvezdom domaćinom da njena temperatura prelazi 8.000 Kelvina (7.727 stepeni Celzijusa ili 13.940 Farenhajta) – dovoljno vruće da razdvoji molekule u njegovoj atmosferi u njihove složene atome.
To je daleko toplije od površinske temperature Sunca, gde su temperature na relativno blagih 5.778 Kelvina. U stvari, ovaj smeđi patuljak je rekorder temperature – najtopliji objekat te vrste koji smo ikada pronašli.
Iako su smeđi patuljci obično topliji od planeta, oni gore hladnije od najhladnijih zvezda crvenih patuljaka – oni apsolutno ne mogu da dostignu temperaturu slične Suncu na sopstvenim unutrašnjim fuzionim motorima.
Međunarodni tim predvođen astrofizičarkom Naamom Halakunom sa Vajcmanovog instituta za nauku u Izraelu nazvao je objekat VD0032-317B.
Ovo otkriće, kaže tim, može nam pomoći da razumemo šta se dešava sa gasnim divovima sličnim Jupiteru koji kruže oko izuzetno vrućih, masivnih zvezda, čije posmatranje može biti izazovno zbog osobina zvezda, kao što su njihova aktivnost i brzina rotacije.
Planete koje kruže u blizini svojih zvezda su ozračene ogromnom količinom ultraljubičastog svetla. Ovo može dovesti do isparavanja njihove atmosfere i raspadanja molekula u njima, što je proces poznat kao termička disocijacija.
Ipak, ne znamo mnogo o ovom ekstremnom okruženju. U tako bliskoj blizini veoma sjajne zvezde, signale sa egzoplanete u orbiti može biti teško izdvojiti iz zvezdane aktivnosti.
Znamo za jednu egzoplanetu koja je dovoljno vruća za termičku disocijaciju. To je KELT-9b, koji kruži oko plave supergigantske zvezde, koja zagreva dnevnu stranu egzoplanete na temperature veće od 4.600 Kelvina (4.327 stepeni Celzijusa ili 7.820 stepeni Farenhajta).
To je toplije od većine zvezda – crveni patuljci, najčešće zvezde u galaksiji, imaju maksimalnu površinsku temperaturu od oko 4.000 Kelvina.
Međutim, jedan od načina za proučavanje ovih ekstremnih režima mogu biti smeđi patuljci u binarnim sistemima sa belim patuljcima. Beli patuljci su mnogo, mnogo manji od plavih supergiganata kao što je KELT-9, što ih zauzvrat čini prigušenijim, a signal sa bilo kog pregrejanog pratećeg objekta je lakše izvući.
Smeđi patuljak nije baš planeta, ali nije ni zvezda. Sa oko 13 puta većom masom od Jupitera, objekat sličan planeti može imati dovoljno pritiska i toplote u svom jezgru da zapali fuziju deuterijuma.
To je ‘težak’ izotop vodonika; temperatura i pritisak potrebni za njegovu fuziju su mnogo niži od temperature i pritiska potrebnih za fuziju običnog vodonika koji gori u jezgri zvezda.
Smeđi patuljci mogu dostići veličinu od oko 80 Jupiterovih masa i temperaturu od oko 2.500 Kelvina. Oni su hladniji i tamniji od crvenih patuljaka, ali sijaju u infracrvenim talasnim dužinama.
Beli patuljci su, s druge strane, poslednja faza života za zvezde poput Sunca. Kada zvezda ostane bez vodonika u svom jezgru, ona izbacuje svoje spoljne slojeve, a jezgro, koje više nije podržano spoljnim pritiskom fuzije, kolabira u ultra gust objekat veličine Zemlje.
Beli patuljci sijaju zaostalom toplotom, ali proces smrti je veoma energičan – oni su izuzetno vrući, sa temperaturama uporedivim sa onima kod plavih supergiganata.
Ovo nas dovodi do VD0032-317, veoma vruće bele patuljaste zvezde male mase. To je oko 40 procenata mase Sunca, gori na temperaturama od oko 37.000 Kelvina.
Početkom 2000-ih, podaci dobijeni korišćenjem ultraljubičasto-vizuelnog Echelle spektrografa (UVES) na veoma velikom teleskopu Evropske južne opservatorije sugerisali su da se VD0032-317 kretao unaokolo, vučen na licu mesta od strane nevidljivog pratioca u orbiti. Kasna zapažanja u bliskom infracrvenom spektru sugerisala su da je taj pratilac bio smeđi patuljak.
Halaku i njene kolege su koristile UVES da bi dobile nova zapažanja zvezde i otkrile da je pratilac smeđi patuljak sa masom između 75 i 88 Jupitera na vrtoglavoj orbiti od samo 2,3 sata.
Pušeći pištolj koji je vodio do otkrivanja bio je, pa, zvezda koja se puši. Kada je dnevna strana smeđeg patuljka okrenuta prema nama, astronomi bi mogli da otkriju vodonik koji emituje dok ga zvezda isparava.
Pošto su smeđi patuljak i zvezda tako blizu, smeđi patuljak je plimski zatvoren. To znači da je jedna strana – dnevna strana – stalno okrenuta ka zvezdi, dok druga ostaje u trajnoj noći. Tim je izračunao ekstremne temperature koje su uključene, a brojke su suze za oči.
„U zavisnosti od modela jezgra belog patuljaka koji se koristi, dnevna temperatura pratioca se kreće između ≈7.250 i 9.800 Kelvina – vruće kao zvezda tipa A – sa temperaturom na noćnoj strani od ≈1.300 – 3.000 Kelvina, ili temperaturna razlika od ≈6.000 K – oko četiri puta veća od one kod KELT-9b“, pišu oni u svom radu.
„Opseg temperature na noćnoj strani pokriva T do M patuljaka. ‘Ravnotežna’ temperatura crnog tela ozračenog pratioca (zanemarujući njegovu unutrašnju osvetljenost i albedo, i pod pretpostavkom da je u termalnoj ravnoteži sa spoljašnjim zračenjem) je oko 5.100 Kelvina, toplije od bilo koje poznate džinovske planete i ≈1.000 Kelvina toplije od KELT-9b, što rezultira ≈ 5.600 puta većim ekstremnim ultraljubičastim fluksom.“
Nijedna poznata planeta ili smeđi patuljak nije topliji, što VD0032-317B čini ne samo izuzetno fantastičnim, već i odličnim kandidatom za proučavanje kako ekstremno vruće zvezde mogu da ispare svoje saputnike manje mase. Proučavanje objekata kao što je VD0032-317B, kažu istraživači, može nam pomoći da razumemo retke izvanredne objekte kao što je KELT-9b.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Astronomi.
