1995. istraživači sa Caltech-a u Institutskoj opservatoriji Palomar prvi put su primetili nešto što je izgledalo kao smeđi patuljak koji kruži oko Glizea 229 – zvezda crvenog patuljka koja se nalazi oko 19 svetlosnih godina od Zemlje.
Od tada, ovaj smeđi patuljak (Gliese 229 B) je zbunio astronome jer je izgledao suviše tamno za svoju masu. Sa 70 puta većom masom od Jupitera, trebalo je da bude svetlije od onoga što su teleskopi primetili.
Međutim, međunarodni tim astronoma predvođen Caltechom nedavno je rešio misteriju tako što je utvrdio da je braon patuljak par blizanaca u bliskoj orbiti!
Studiju je vodio Jerri V. Ksuan, diplomirani student na Katedri za astronomiju Kalteha koji je radio sa Dimitrijem Mavetom, profesorom astronomije David Morrisroe.
Njima se pridružio međunarodni tim sa instituta i univerziteta širom sveta, uključujući Nacionalni istraživački savet Kanade Herzberg, Evropsku južnu opservatoriju (ESO), Evropsku svemirsku agenciju (ESA), Laboratoriju za svemirske studije i instrumentaciju u astrofizici ( LESIA), Centar za interdisciplinarna istraživanja i istraživanja u astrofizici (CIERA), Institut Maks Plank za astronomiju (MPIA) i vanzemaljsku fiziku (MPE) i NASA-inu Laboratoriju za mlazni pogon (JPL).
Njihovu studiju, koja se pojavila u časopisu Nature, finansirali su NASA i Heising-Simons fondacija.
Studijski tim odgovoran za otkrivanje Gliese 229 B 1995. godine uključivao je nekoliko koautora na ovoj najnovijoj studiji, uključujući Rebeku Openhajmer, tadašnju diplomiranu studentkinju Kalteha (sada astrofizičarka u Američkom muzeju prirodne istorije); Shri Kulkarni, George Elleri Hale profesor astronomije i planetarne nauke; Keith Matthevs, specijalista za instrumente u Caltech-u; i druge kolege.
U to vreme, njihova otkrića su pokazala da je Glize 229 B imao metan u svojoj atmosferi, što je tipično za gasne divove, ali ne i za zvezde.
Ovi nalazi su predstavljali prvo potvrđeno otkrivanje smeđeg patuljka, klase hladnih zvezdastih objekata koji predstavljaju „kariku koja nedostaje“ između gasnih divova i zvezda koja je bila predviđena oko 30 godina ranije.
„Videti prvi objekat manji od zvezde kako kruži oko drugog sunca bilo je uzbudljivo“, rekao je Openhajmer u saopštenju Kalteha.
„Tada je pokrenula kućnu industriju ljudi koji su tražili takve čudne stvari, ali je decenijama ostala enigma.“
„Gliese 229 B smatran je smeđim patuljkom na plakatu“, dodao je Sjuan. „A sada znamo da smo sve vreme grešili u pogledu prirode objekta. Nije jedan, već dva. Samo do sada nismo bili u mogućnosti da ispitamo ovako blizu razdvajanja.“
Stotine posmatranja sprovedeno je otkako je Gliese 229 B otkriven pre skoro 30 godina, ali je njegova nejasnoća ostala misterija za astronome.
Dok su naučnici sumnjali da bi Glize 229 B mogli biti blizanci, dva smeđa patuljka bi morala da budu veoma blizu jedan drugom da bi izbegli pažnju skoro tri decenije.
Da bi potvrdio ovu teoriju, tim se oslonio na GRAVITI interferometar na ESO-ovom veoma velikom teleskopu u Čileu da bi prostorno razrešio dva smeđa patuljka.
Zatim su koristili CRiogenic infracrveni ešel spektrograf visoke rezolucije (CRIRES+) instrument da bi otkrili njihove različite spektralne potpise i izmerili njihov Doplerov pomak.
Njihovi rezultati su pokazali da se Gliese 229 B sastoji od dva smeđa patuljka (Gliese 229 Ba i Gliese 229 Bb) čija je masa 38 i 34 puta veća od mase Jupitera, koji kruže jedan oko drugog u periodu od 12 dana i razmaku od 16 puta veće udaljenosti između Zemlja i Mesec.
Uočeni nivoi osvetljenosti takođe odgovaraju onome što se očekuje za dva mala smeđa patuljka u ovom opsegu mase.
„Ovo otkriće da je Gliese 229 B binarni ne samo da rešava nedavnu tenziju uočenu između njegove mase i sjajnosti, već i značajno produbljuje naše razumevanje smeđih patuljaka, koji se nalaze na liniji između zvezda i džinovskih planeta“, rekao je Mavet, viši naučnik u NASA JPL.
Otkriće ovog dvojca postavlja nova pitanja o tome kako se formiraju čvrsto povezani smeđi patuljci i sugeriše da su slični binarni sistemi možda tamo i čekaju da budu pronađeni.
Neke teorije sugerišu da bi parovi smeđih patuljaka mogli da se formiraju unutar protoplanetarnog diska zvezde koji se fragmentira u dva semena smeđih patuljaka koji postaju gravitaciono vezani nakon bliskog susreta.
Isti mehanizam bi mogao dovesti do blisko orbitalnih binarnih sistema egzoplaneta, iako sve ovo ostaje da se vidi.
U međuvremenu, rekao je Openhajmer, ovo otkriće je veoma uzbudljiv razvoj događaja. „Ova dva sveta koja se vrte jedan oko drugog su zapravo manja u radijusu od Jupitera“, rekla je ona.
„Izgledali bi prilično čudno na našem noćnom nebu da imamo nešto slično njima u našem solarnom sistemu. Ovo je najuzbudljivije i najfascinantnije otkriće u subzvezdanoj astrofizici poslednjih decenija.“
U budućnosti, Ksuan i njegove kolege planiraju da traže više binarnih sistema braon patuljaka koristeći postojeće instrumente i instrumente sledeće generacije.
Ovo uključuje Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) i infracrveni SPektrograf visoke rezolucije za karakterizaciju egzoplaneta (HISPEC) Opservatorije Keck. Tim predvođen Mavetom je razvio prvi, dok je drugi trenutno u izgradnji u Caltech-u i drugim laboratorijama od strane timova koje takođe vodi Mavet.
Zasebnu nezavisnu studiju koja se pojavila u The Astrophisical Journal Letters vodili su Sem Vajtbuk i Tim Brandt, diplomirani student Kalteha i saradnik astronom na Naučnom institutu za svemirski teleskop u Baltimoru (respektivno).
Njihovi nalazi su takođe zaključili da je Gliese 229 B par smeđih patuljaka u čvrstoj orbiti.
