Rubin Observatory przygotowuje się do wykrycia tysięcy nieuchwytnych brązowych karłów

Brązowe karły, nie pasują do żadnej kategorii obiektów astronomicznych, ale są ważne dla pełnego zrozumienia powstawania gwiazd. Astronomowie przygotowują się do otwarcia Rubin Observatory, które pomoże lepiej zbadać te niezwykłe ciała niebieskie.

Jak tłumaczą astronomowie, czasami nazywane „nieudanymi gwiazdami”, brązowe karły nie mają wystarczającej masy, aby podtrzymać fuzję jądrową, która zasila wszystkie gwiazdy, w tym Słońce. Są one również zbyt duże, by uznać je za planety – niektóre z nich mają masę 75 razy większą niż Jowisz.

Pomimo tego, że nie pasują do żadnej z tych znanych kategorii obiektów astronomicznych, brązowe karły zawierają ważne wskazówki dotyczące procesów, które uformowały Drogę Mleczną. Obserwatorium NSF-DOE Vera C. Rubin Observatory wkrótce ujawni nigdy wcześniej niewidzianą populację brązowych karłów poza lokalnym sąsiedztwem Słońca, dając naukowcom więcej narzędzi do lepszego poznawania historii i ewolucji naszej galaktyki. Obserwatorium będzie zarządzane przez U.S. National Science Foundation National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NSF NOIRLab).

„Brązowe karły to dziwne, pośrednie obiekty, które wymykają się klasyfikacji. Oprócz tego, że są mniejsze od gwiazd, są też znacznie chłodniejsze, a temperatura ich powierzchni waha się od około 0 do 2000 stopni Celsjusza. Oznacza to, że nie emitują one zbyt wiele światła w zakresie widzialnym, co utrudnia ich wykrycie za pomocą teleskopów optycznych. Możliwe, że pływamy w całym morzu tych obiektów, które są naprawdę słabe i trudne do dostrzeżenia” – mówi Aaron Meisner z NSF NOIRLab.

Te same cechy, które sprawiają, że brązowe karły są niezwykłe i nieuchwytne, czynią je również doskonałymi kandydatami do pomocy naukowcom w lepszym pozaniu formowania się i ewolucji galaktyki Drogi Mlecznej, na którą duży wpływ miały fuzje z mniejszymi, pobliskimi podobnymi obiektami. Brązowe karły mają dłuższą żywotność niż większe i gorętsze gwiazdy, więc te, które uformowały się we wczesnym Wszechświecie, zdaniem astronomów wciąż się tam znajdują, w dużej mierze niezmienione i zawierają cenne informacje o Drodze Mlecznej na wczesnym etapie jej historii. Badając właściwości tych starożytnych obiektów, naukowcy mogą prześledzić ich drogę do ich pierwotnych galaktyk i poznać zmiany w sposobie formowania się gwiazd w naszej galaktyce.

Przez dziesięć lat, począwszy od końca 2025 roku, teleskop Simonyi Survey Telescope w Rubin Observatory, będzie skanował niebo z punktu obserwacyjnego na Cerro Pachón w Chile. Będzie wykonywał szerokie, szczegółowe zdjęcia za pomocą kamery LSST – największej kamery cyfrowej na świecie – obejmujące całe widoczne niebo co kilka nocy. Sześć filtrów będzie przepuszczać światło z szerokiego zakresu długości fal optycznych i bliskiej podczerwieni. Możliwości teleskopu w zakresie bliskiej podczerwieni, w połączeniu z jego szerokim polem widzenia i zdolnością do obserwacji w głąb kosmosu, sprawią, że będzie on potężnym detektorem słabych obiektów emitujących głównie światło podczerwone, takich jak brązowe karły.

Rubin Observatory będzie rejestrować światło brązowych karłów w znacznie większych odległościach niż poprzednie badania światła widzialnego. Istniejące przeglądy optyczne, takie jak Pan-STARRS i Sloan Digital Sky Survey, pomogły astronomom głównie odkryć brązowe karły, które znajdują się stosunkowo blisko.

„Obecne przeglądy sięgają do odległości około 150 lat świetlnych od Słońca dla starożytnych brązowych karłów w halo Drogi Mlecznej. Ale Rubin Observatory będzie w stanie uchwycić obiekty znajdujące się ponad trzy razy dalej – oferując naukowcom największą próbkę tych słabych obiektów, jaką kiedykolwiek mieli” – podsumowuje Meisner.

Emil Gołoś