Na nek način so rjavi pritlikavci naravni čudaki. Veliko zvezd se v različnih obdobjih svojega razvoja nenavadno vede. Toda rjavi palčki sploh niso prepričani, da so sploh zvezde.
Toda to ne pomeni, da jih astronomi ne želijo preučevati in razumeti.
Rjavi palčki zasedajo nišo v vesolju. So bolj masivni od največjih plinastih velikanov (ki jih včasih imenujemo »propadle zvezde«, ker nikoli niso pridobile dovolj mase, da bi vžgale fuzijo.) Toda rjavi pritlikavci so tudi manjši od najmanj masivnih zvezd.
Tako nekako sedijo na tem srečnem – ali nesrečnem – kraju. Za razliko od njihovih zvezdniških kolegov na glavno zaporedje rjavi palčki niso dovolj masivni, da bi zlili vodik ali celo helij. Lahko pa spojijo devterij in celo litij. Raziskave iz 2017 kaže, da jih je veliko in da je lahko toliko rjavih pritlikavk, kot je drugih zvezd. Zato jih astronomi preučujejo in želijo razkriti njihove skrivnosti.
Primerjava velikosti med Soncem, zvezdo z nizko maso, rjavim pritlikavkom, Jupitrom in Zemljo. Avtor slike: NASA
Pred kratkim se je mednarodna skupina raziskovalcev lotila študija rjavega pritlikavka 2MASA J1047+21 . Od Zemlje je oddaljen 33 svetlobnih let, zaradi česar je eden najbližjih rjavih pritlikavk. Ekipa je želela izmeriti palčkovo hitrost vetra in za to so izumili novo tehniko.
'Prvič doslej smo izmerili hitrost vetrov rjavega pritlikavka - prevelikega, da bi bil planet, premajhnega, da bi bil zvezda.'
Peter K.G. Williams, Center za astrofiziko in American Astronomical Society
9. aprila je ekipa, ki je vključevala znanstvenike iz Centra za astrofiziko na Harvardu in Smithsonian, objavila prvo meritev hitrosti vetra za telo zunaj našega Osončja. Umerili so hitrost vetra na 2MASS J1047+21 pri 650 metrih na sekundo ali 1450 milj na uro. Za primerjavo, orkan kategorije 5 ima hitrost vetra 252 km/h (157 mph) ali več.
'Prvič smo izmerili hitrost vetrov rjavega pritlikavca - prevelikega, da bi bil planet, premajhnega, da bi bil zvezda,' je povedal Peter K.G. Williams, znanstvenik za inovacije za CfA in American Astronomical Society, v izjava za javnost . Williams je vodil opazovanja, ki so ekipi omogočila merjenje hitrosti vetra.
In po Williamsovih besedah bo ta uspešen preizkus novega načina merjenja hitrosti vetra v prihodnosti prinesel boljše rezultate. 'Rezultati izključujejo nekaj nenavadnih modelov in dokazujejo, da ta nova tehnika deluje in jo je mogoče uporabiti za več predmetov,' je dejal Williams.
Tehnika uporablja opazovanje radijskih valov v kombinaciji z infrardečimi emisijami. Astronomom omogoča preučevanje hitrosti vetra na telesih, ki so tako oddaljena, da gibanja oblakov v ozračju ni zaznati.
Williams pravi, da čeprav so rjavi palčki dejansko pokriti z oblaki, jih nikakor ne moremo opazovati, da bi ugotovili hitrost vetra. 'Čeprav so rjavi palčki popolnoma pokriti z oblaki, so predaleč, da bi lahko izbrali posamezne oblake, kot to počnemo na planetih v našem sončnem sistemu, vendar lahko še vedno izmerimo, koliko časa traja, da skupina oblakov naredi krog po vzdušju; ko oblaki pridejo in izginejo iz pogleda, spremenijo svetlost planeta,« je dejal Williams. 'Čas tega kroga je odvisen od dveh stvari: kako hitro se vrti sam rjavi škrat in kako hitro piha veter.'
V tem je ključ: hitrost vrtenja samega škrata in hitrost vrtenja njegovih oblakov.
Skupini raziskovalcev je uspelo najti hitrost vrtenja atmosfere z uporabo infrardečih opazovanj. Ta slika je umetnikova zasnova atmosferske rotacije rjavega pritlikavka 2MASS J1047+21, ki je bila izmerjena pri 1.741 urah.
Zasluge: NRAO
Infrardeče emisije povedo znanstvenikom hitrost vrtenja oblakov. Nato jim radijski valovi povedo hitrost samega rjavega pritlikavka v ozračju.
'Izkazalo se je, da je pri nekaterih rjavih palčkih mogoče izmeriti to hitrost vrtenja z zaznavanjem radijskih valov,' je dejal Williams. »Opazili smo utrip radijskih valov vsakič, ko se je rjavi škrat zasukal. To je zato, ker radijski valovi izvirajo iz visokoenergetskih delcev, ujetih v njegovo magnetno polje, in njegovo magnetno polje je zakoreninjeno globoko v notranjosti – tako kot Zemlja – kjer ni vetra, ki bi spremenil meritev.
Umetnikova zasnova notranjega obdobja vrtenja rjavega pritlikavka 2MASS J1047+21, ki je bila izmerjena pri 1.758 urah.
Zasluge: NRAO
Ko so znanstveniki zaznali hitrost vrtenja oblakov in nato hitrost vrtenja rjavega pritlikavka, je bila ostalo matematika.
'Z razliko med časom oblačnega kroga in časom radijskega impulza smo lahko določili hitrost vetra,' je pojasnil Williams.
Umetnikova zasnova, obdobja vrtenja atmosfere in notranjosti ter hitrost vetra na rjavi pritlikavki 2MASS J1047+21, postavljeni poleg Jupitra za primerjavo velikosti.
Zasluge: NRAO
Do zdaj je obstajalo veliko teorij o atmosferi rjavih pritlikavk in to delo bo nekatere od njih odpravilo. Po Williamsovih besedah bo ta študija zagotovila tudi pomembne omejitve za morebitne prihodnje teorije o atmosferi rjavih pritlikavk. Prav tako bo zagotovil nekaj napotkov za teorije o atmosferi eksoplanetov.
Ekipa je svoje rezultate objavila v novem članku z naslovom » Merjenje hitrosti vetra na rjavem pritlikavcu. « Izšla je revija znanost . Glavni avtor je Katelyn N. Allers, izredna profesorica za fiziko in astronomijo na univerzi Bucknell.
