Túlélte a bekebelezést a barna törpe

Egy megfigyelés bizonyítékot szolgáltat arra, hogy egy barna törpe megfelelő körülmények esetén túlélhet egy vörös óriás felfúvódott légkörében töltött időszakot.

Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) VLT műszereivel a WD 0137-349 jelű fehér törpét, és körülötte keringő társát: egy barna törpét tanulmányoztak, amelyek bolygónktól 300 fényévre találhatók. A páros egyik tagja egy 55 Jupiter-tömegű (0,05 naptömegű) barna törpe (azaz magfúziót nem folytató "félresikerült csillag"), míg társa egy fejlődésének végére jutott normál csillag után visszamaradt 0,4 naptömegű fehér törpe.

A két égitest a Föld-Nap távolságnak mindössze ezredére, kb. 0,5 millió km-re kering egymás körül. A barna törpe 220 km/s sebességgel haladva egy fordulatot 2 óra alatt tesz meg a fehér törpe körül. Ez az eddig talált fehér törpe-barna törpe párosok közül a legszorosabb rendszer.

A két objektum eredetileg sokkal messzebb volt egymástól, de amikor kb. 250 millió évvel ezelőtt a nagyobb égitest elérte a vörös óriás állapotot, jelentős átalakulás történt. A körülötte keringő barna törpe bekerült az immáron felfúvódott csillag külső, kiterjedt gázburkába.

Ebben a fázisban érdekes, ma még kevéssé ismert jelenségek lépnek fel: a kísérő egyrészt mozgási energiát veszít, és fokozatosan egyre közelebb jut a felfúvódó csillag magjához. Ugyanakkor gravitációs terével valószínűleg meg is gyorsítja a felfúvódott csillag fejlődését, igaz a folyamat pontos hátterét ma még nem értjük.

Az egyik lehetőség, hogy a barna törpe árapályhatás révén felgyorsítja a vörös óriás konvektív zónájának mozgását, amelyben a csillag mélyén termelődő energia hatalmas, forró gáztömegek formájában jut a felszínre. A vörös óriás így gyorsabban veszít hőt, és egy hasonló, de magányos óriáscsillaghoz viszonyítva rövidebb időt tölt felfúvódott állapotban. Hasonló következménnyel járhat, hogy a barna törpe gravitációs tere a vörös óriás légkörének eltávozását is elősegítheti. Emellett az sem kizárt, hogy a barna törpe részben magához vonzotta a felfúvódott légkör anyagát, és társa rovására növelte saját tömegét. Talán ezek, illetve további, kevéssé ismert folyamatok révén a felfúvódott állapot az egyébként várható kb. 100 millió éves hossznak töredékére csökkent.

Egy felfúvódott csillag légkörében keringő barna törpét az a veszély is fenyegeti, hogy teljesen felemésztődik. Ilyen eseményre a modellek alapján akkor került volna sor, ha apró égitestünk tömege nem haladja meg a Jupiter tömegének mintegy 20-szorosát. Mivel közel kétszer ilyen nehéz volt, túlélte a kérdéses időszakot - ezért nem csak stabilan megmaradt, de a felpuffadt légkör anyagából akár még növelhette is a tömegét.

Fantáziarajz a fehér törpe (jobbra) és a barna törpe (balra) alkotta párosról (ESO)

A megfigyelés bizonyítékot szolgáltat arra, hogy egy barna törpe megfelelő körülmények esetén túlélhet egy vörös óriás felfúvódott légkörében töltött időszakot. Korábban a legkisebb objektum, amely bizonyíthatóan túlélt egy ilyen fázist, közel 0,3 naptömegű volt. A most vizsgált objektum azonban csak átmenetileg "lélegezhet fel". A két égitest közötti gravitációs kölcsönhatás révén ugyanis fokozatosan a fehér törpe felé spirálozik. Nagyjából 1,4 milliárd év múlva annyira közel lesz hozzá, hogy az árapályhatás miatt anyaga fokozatosan a fehér törpére zuhan, és végül teljesen megsemmisül.

A felfúvódott csillagok légkörének és a körülötte keringő bolygóknak, barna törpéknek a kölcsönhatása fontos kutatási terület. Hasonló eseményre kb. 5 milliárd év múlva a Naprendszerben is sor kerül. Nagy kérdés, hogy ekkor mi történik majd Földünkkel, amely lehet, hogy a felfúvódó Napban fog keringeni. Ez azonban főleg az elméleti szakembereket érdekli - ugyanis a helyzet pontos lezajlásától függetlenül azt már ma is biztosan állíthatjuk, hogy bolygónk a légkörét és az óceánjait el fogja veszíteni.

Kereszturi Ákos