Českí astronómovia použili údaje z kozmického ďalekohľadu TESS určeného na hľadanie exoplanét a z pozemských ďalekohľadov v Arizone (USA) a Čile na opis zvláštnych charakteristík objektu BD-14 3065b prechádzajúceho popred jeho materskú hviezdu.
S hmotnosťou 12,4 hmotnosti Jupitera a polomerom 1,9 polomeru Jupitera je BD-14 3065b tzv. hnedý trpaslík – plynný objekt na pomedzí medzi hviezdami a planétami – s druhou najmenšou pozorovanou hustotou. Rekord v tomto ohľade drží objekt RIK 72b, ktorý je však veľmi mladý (5 miliónov rokov) a horúci, na rozdiel od 2,3 miliardy rokov starého BD-14 3065b.
Spaľovanie deutéria
Hnedé trpaslíky sú plynné objekty, ktoré vznikajú veľmi horúce. V prvej fáze ich existencie bývajú aj rozmerovo najväčšie. Ako postupne chladnú, ich veľkosť sa zmenšuje. Zatiaľ čo veľký rozmer mladého objektu, ako je RIK 72b, sa očakáva, BD-14 3065b by mal mať vzhľadom na svoj vek dvakrát menší rozmer. Vysvetliť jeho veľkosť predstavovalo skutočný hlavolam, vysvetľuje Ján Šubjak z Astronomického ústavu Akadémie vied Českej republiky, ktorý je hlavným autorom štúdie publikovanej v časopise Astronomy & Astrophysics.
Na rozdiel od hviezd hnedé trpaslíky nespaľujú v termonukleárnej reakcii vodík. Spaľujú však jeho ťažší izotop – deutérium, čím sa líšia od planét. K spaľovaniu dochádza veľmi intenzívne v mladom veku, pretože hnedé trpaslíky vznikajú veľmi horúce a rýchlosť termonukleárnych reakcií silne závisí od teploty. Spaľovanie prebieha, kým sa zásoby deutéria nevyčerpajú, alebo kým sa hnedý trpaslík nestane príliš chladný na to, aby spaľovanie pokračovalo. To závisí od jeho hmotnosti. Tie hmotnejšie spália všetky zásoby veľmi rýchlo, zatiaľ čo tie málo hmotné (hraničiace veľkosťou s planétami s približne 12-násobkom hmotnosti Jupitera) vychladnú aj bez toho, aby spálili všetky zásoby deutéria.
Unikátny objekt
BD-14 3065b obieha veľmi blízko okolo svojej hviezdy, v jednej šestine vzdialenosti nášho Merkúra od Slnka (asi 10 miliónov km), a má obežnú dobu len 4,3 dňa. V takej blízkosti sú žiarenie hviezdy aj slapová interakcia s hviezdou veľmi intenzívne. Kľúčom k pochopeniu nečakanej veľkosti BD-14 3065b sa ukázala byť energia distribuovaná vnútri objektu vplyvom interakcií s hviezdou. Poznáme niekoľko mechanizmov, ktoré zohrievajú vnútro plynných exoplanét v blízkosti hviezd, čo spôsobuje ich rozpínanie. V tomto prípade sa však každý z nich ukázal byť nedostatočný. Keďže sa však objekt nachádza na hranici medzi exoplanétou a hnedým trpaslíkom, väčšinu svojho života zrejme spaľoval deutérium veľmi pomaly, preto deutérium naďalej predstavuje nespotrebovaný energetický zdroj. Zvýšenie vnútornej teploty vplyvom interakcie s hviezdou prudko zvyšuje rýchlosť termonukleárnych reakcií, pomocou ktorých už dokážeme vysvetliť pozorovaný rozmer, upresnil J. Šubjak, ktorý pôsobí aj v Centre pre astrofyziku Harvardovej univerzity a Smithsonovho inštitútu v USA.
BD-14 3065b je však v okolí svojej hviezdy celý svoj život, prečo teda už dávno nespálil svoje zásoby deutéria? Dôvodom je, že hviezda, okolo ktorej obieha, až nedávno opustila tzv. hlavnú postupnosť (na Hertzsprungovom-Russellovom diagrame) a stala sa z trpaslíka červeným podobrom, čím takmer zdvojnásobila svoj rozmer. To predstavovalo najdôležitejší kúsok skladačky. Nedávny nárast veľkosti hviezdy zintenzívnil interakciu medzi telesami a zvýšil množstvo energie v BD-14 3065b. Znamená to, že takéto prudké spaľovanie deutéria a zväčšenie rozmeru tohto telesa sa začalo iba nedávno, doplnil J. Šubjak. BD-14 3065b predstavuje unikátny objekt, pri ktorom pozorovania naznačujú spaľovanie deutéria v takomto pokročilom veku hnedého trpaslíka.
RNDr. Zdeněk Komárek
