Πιστωτική εικόνα: UofM
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν έχουν συγκεντρώσει στοιχεία ότι τα καστανά νάνοι αστέρια έχουν μια πολύ παρόμοια ζωή με τα πρώτα στάδια που ο ίδιος ο Ήλιος πέρασε όταν σχηματίστηκε για πρώτη φορά. Διαπίστωσαν ότι οι περισσότεροι καφέ νάνοι είχαν δίσκους ηλικίας ενός εκατομμυρίου ετών, κάτι που μοιάζει πολύ με νεαρά αστέρια στην ίδια ηλικία. Άλλες παρατηρήσεις έδειξαν ότι συσσωρεύουν υλικό από το δίσκο με τον ίδιο τρόπο που κάνουν και τα αστέρια.
Στους κοσμικούς κύκλους, οι καφέ νάνοι είναι κάτι σαν flop. Πολύ μεγάλοι για να θεωρηθούν αληθινοί πλανήτες, αλλά όχι αρκετά τεράστιοι για να είναι αστέρια, αυτά τα ελεύθερα ουράνια σώματα, στην πραγματικότητα, μερικές φορές αναφέρονται ως αποτυχημένα αστέρια. Αλλά σχηματίζονται πραγματικά όπως τα αστέρια; από τα σύννεφα αερίου που καταρρέουν; ή οι καταβολές τους είναι εντελώς διαφορετικές; Μια σειρά εκδόσεων από τον αστρονόμο του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, Ray Jayawardhana και συνεργάτες, συμπεριλαμβανομένης μιας εργασίας στο τεύχος της Επιστήμης της 16ης Ιανουαρίου, προσφέρει στοιχεία ότι οι καφέ νάνοι και τα αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο γεννιούνται με τον ίδιο τρόπο. «Έχουν τουλάχιστον πολύ παρόμοιες βρεφικές ηλικίες, πράγμα που μπορεί να σημαίνει ότι έχουν επίσης πολύ παρόμοια προέλευση», δήλωσε ο Jayawardhana, επίκουρος καθηγητής αστρονομίας.
Τα αστέρια σχηματίζονται σε κρύα σύννεφα αερίου και σκόνης στο διαστρικό διάστημα. Οι πυκνές συστάδες μέσα σε αυτά τα σύννεφα συστέλλονται υπό τη δική τους βαρύτητα, περιστρέφονται στη διαδικασία και συλλέγουν υλικό από το περιβάλλον σε ένα δίσκο. Τελικά, εάν ένα αναπτυσσόμενο πρωτόστρωμα συσσωρεύει αρκετή μάζα, ο πυρήνας του γίνεται ζεστός και αρκετά πυκνός για να συμβεί πυρηνική σύντηξη και το νέο αστέρι αρχίζει να λάμπει. Μερικοί επιστήμονες έχουν προτείνει ότι οι καφέ νάνοι σχηματίζουν τον ίδιο τρόπο, αλλά απλά δεν συσσωρεύουν αρκετή μάζα για να πυροδοτήσουν τη σύντηξη υδρογόνου και οι υπολογισμοί δείχνουν ότι είναι τουλάχιστον θεωρητικά δυνατό για αντικείμενα με μάζες τόσο χαμηλές όσο εκείνες των καφέ νάνων να γεννηθούν με αυτόν τον τρόπο.
Όμως, άλλοι επιστήμονες έχουν προτείνει ότι οι καφέ νάνοι είναι ρουτίνες που κλωτσούνται από αστρικά σκουπίδια. Σε αυτό το σενάριο, οι καφέ νάνοι γεννιούνται σε συστήματα πολλαπλών αστεριών και ανταγωνίζονται με τα αδέλφια τους για ύλη από το γενέθλιο σύννεφο. Σε τέτοια συστήματα, το πιο αργά αναπτυσσόμενο αντικείμενο μπορεί να εξαχθεί προτού συγκεντρώσει αρκετό υλικό για να γίνει αστέρι, προτείνουν προσομοιώσεις υπολογιστών.
Ένας τρόπος για να ξεχωρίσετε τις δύο δυνατότητες είναι να μελετήσετε δίσκους σκόνης και αερίου γύρω από νέους καφέ νάνους. Εάν οι καφέ νάνοι σχηματίζονται όπως τα αστέρια, θα πρέπει να έχουν μεγάλους, μακράς διάρκειας δίσκους αύξησης, όπως εκείνοι που βρίσκονται γύρω από νεαρά αστέρια. Αλλά εάν έχουν εξαχθεί από συστήματα πολλαπλών αστεριών, οι δίσκοι τους πρέπει να ξυριστούν από τις βαρυτικές αλληλεπιδράσεις που οδηγούν σε εξαγωγή.
Ο Jayawardhana και οι συνάδελφοί του έψαξαν για σκονισμένους δίσκους γύρω από νέους καφέ νάνους παρατηρώντας τις υπέρυθρες εκπομπές τους με το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο 8 μέτρων (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου στη Χιλή και το τηλεσκόπιο Keck I των 10 μέτρων στη Χαβάη. Επειδή τα σωματίδια σκόνης σε ένα δίσκο απορροφούν φως και εκπέμπουν εκ νέου την ενέργεια σε μήκη κύματος υπέρυθρων, ένας καφέ νάνος με ένα δίσκο θα εκπέμπει περισσότερο υπέρυθρο φως από ένα χωρίς δίσκο.
«Διαπιστώσαμε ότι η πλειοψηφία των καφέ νάνων περιβάλλεται από σκονισμένους δίσκους σε ηλικία ενός εκατομμυρίου ετών περίπου», δήλωσε η Jayawardhana. «Είναι παρόμοιο με νεαρά αστέρια στην ίδια ηλικία.» Παρόλο που δεν είναι δυνατό να προσδιοριστούν άμεσα τα μεγέθη των δίσκων, η παρουσία τους σε μερικούς καφέ νάνους ηλικίας 10 εκατομμυρίων ετών υποδηλώνει ότι δεν απομακρύνονται στην πρώιμη ζωή.
Άλλες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις, χρησιμοποιώντας τα δίδυμα τηλεσκόπια Magellan 6,5 μέτρων στη Χιλή (όπου το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν είναι συνεργαζόμενο ίδρυμα) και το τηλεσκόπιο Keck I, έδειξαν ότι οι καφέ νάνοι επίσης συσσωρεύουν υλικό από τους γύρω δίσκους με τον ίδιο τρόπο όπως τα αστέρια; με πιο αργό ρυθμό. «Εντοπίζουμε ενδεικτικά σημάδια αερίου που ρέουν από την εσωτερική άκρη του δίσκου στον καφέ νάνο με ταχύτητες πάνω από εκατό χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο», δήλωσε ο Jayawardhana. Σε μια ενδιαφέρουσα περίπτωση, οι αστρονόμοι έχουν επίσης τεκμήρια υλικού που εκτοξεύεται από τους πόλους ενός καφέ νάνου. Τέτοια τζετ έχουν δει σε νεαρά αστέρια της ίδιας ηλικίας, αλλά όχι μέχρι τώρα σε καφέ νάνους. «Εάν επιβεβαιωθεί, η παρουσία των αεριωθούμενων αεροπλάνων θα ενίσχυε περαιτέρω την υπόθεση για εξαιρετικά παρόμοια βρέφη για καφέ νάνους και αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο», δήλωσε η Jayawardhana, των οποίων οι συνεργάτες περιλαμβάνουν τον Subhanjoy Mohanty (Κέντρο Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian), Gibor Basri (Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια) , Berkeley), David Barrado y Navascues (Εργαστήριο Διαστημικής Αστροφυσικής και Θεμελιώδους Φυσικής στη Μαδρίτη, Ισπανία), David Ardila (Πανεπιστήμιο Johns Hopkins), Beate Stelzer (Αστρονομικό Παρατηρητήριο του Παλέρμο στην Ιταλία) και Karl Haisch, Jr. και Diane Paulson (και οι δύο στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν).
«Δεν θα έλεγα ότι η ιστορία έχει υπογραφεί, σφραγιστεί και παραδοθεί», είπε ο Jayawardhana, «αλλά η υπεροχή των αποδείξεων κλίνει πολύ προς την κατεύθυνση αυτών των πραγμάτων που σχηματίζουν τον ίδιο τρόπο όπως τα αστέρια». Και τα στοιχεία που έχουν αποκαλυφθεί μέχρι στιγμής οδηγούν σε ακόμη πιο δελεαστικές προοπτικές. «Τώρα που γνωρίζουμε ότι πολλοί νεαροί καφέ νάνοι περιβάλλονται από δίσκους», είπε, «Δεν μπορώ παρά να αναρωτηθώ αν κομήτες και αστεροειδείς; αν όχι μικροί πλανήτες; θα μπορούσαν να σχηματιστούν σε αυτούς τους δίσκους.»
Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε κυρίως από επιχορήγηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν
