Zvláštne počasie na hnedých trpaslíkoch

Umelci zaoberajúci sa kresbami vesmíru a vesmírnych telies sa zabávali pri pokuse o stvárnenie toho, ako by mohol vyzerať zblízka hnedý trpaslík. Je to niečo ako Jupiter užívajúci steroidy? Nosí pásy, škvrny, alebo snáď niečo z kašmíru? Všetko sú to len dohady, pretože o tomto druhu telies máme chabé vedomosti. Vďaka Slnku vieme ako má vyzerať priemerná hviezda a môžeme extrapolovať ako by mohli vyzerať menšie a chladnejšie hviezdy. Ale ak sa dostaneme k objektom, ktoré majú hmotnosť len 7 percent hmotnosti Slnka, ocitneme sa v novej oblasti – v teritóriu hnedých trpaslíkov. Ak to zoberieme z druhej strany - teda ak prejdeme k vizualizácii ako by mali vyzerať obrie exoplanéty - potom našim vzorom je Jupiter. Ale vzhľad nášho Jupitera je ovplyvnený energiou, ktorú jeho atmosféra dostáva zo Slnka. Avšak na rozdiel od Jupitera, hnedí trpaslíci môžu existovať aj ďaleko od ostatných hviezd a začínajú svoju existenciu s ďaleko väčším množstvom vnútorného tepla než mal kedykoľvek počas svojho života Jupiter. Tak teda ako môže vyzerať niečo, čo je na polceste medzi planétou a hviezdou? Podobne ako ženská móda, aj táto otázka necháva priestor predstavivosti. Našťastie pre astronómov sa aspoň jeden hnedý trpaslík rozhodol trocha viac odhaliť. Jeho označenie je SIMP0136 a ponúka doteraz zatiaľ najsilnejší dôkaz toho, že hnedí trpaslíci môžu vykazovať v atmosfére živé vzory spôsobené „počasím“. Étienne Artigau z Gemini South Observatory v Čile spolu s kolegami boli schopní urobiť tento záver po pozorovaniach SIMP0136 v blízkej infračervenej oblasti počas piatich nocí. Zmieňujú sa o zmenách jasnosti až do 7 percent každých 2,4 hodiny. Ďalej sa počas dlhšieho časového obdobia menili hĺbka aj profil týchto variácií. Najjednoduchším vysvetlením sa zdá to, že hnedý trpaslík sa otáča okolo svojej osi v perióde 2,4 hodiny, pričom sa jeho atmosférou pohybujú svetlejšie a tmavšie pásy a tie menia v dlhších časových intervaloch svoj tvar, podobne ako oblaky v zemskej atmosfére. Ale čo zapríčiňuje vznik oblakov na hnedom trpaslíkovi? Podľa teoretických modelov by za to mohli byť zodpovedné prachové zrniečka silikátov a kovov. Očakáva sa, že tieto zrnká vznikli zo stopových množstiev ťažkých atómov v atmosfére hnedého trpaslíka. Ich dostatočné množstvo môže vytvoriť nepriehľadné oblaky, ktoré blokujú infračervené žiarenie z jasnejších oblastí ležiacich pod nimi. Všetko toto spĺňa naše očakávania, pretože hnedý trpaslík SIMP0136 je v špeciálnom období svojho života. Podobne ako všetci bieli trpaslíci, počas starnutia chladne. Teraz sa nachádza v blízkosti hranice medzi trocha teplejším „L-trpaslíkom“ a o niečo chladnejším „T-trpaslíkom“. (L a T sú nové spektrálne triedy v spektrálnej klasifikácii hviezd zavedené pre hnedých trpaslíkov). Existuje hypotéza, že hnedí trpaslíci so spektrom T majú „čistejšie“ atmosféry než tie so spektrálnou triedou L, pretože prachové zrnká v atmosfére klesajú a dostávajú sa mimo náš pohľad. Ak je to tak, SIMP0136 prechádza práve medzi čiastočne „zamračeným“ a čiastočne „jasným“ stavom. „Existujú tu také stredné, prechodné prípady, kedy je hnedých trpaslíkov obtiažne popísať,“ hovorí Artigau. „A náš trpaslík spadá práve do tohto intervalu.“ Iná možnosť je, že v atmosfére SIMP0136 vystrája systém obrovských cyklónových búrok, podobných jupiterovej Veľkej červenej škvrne. Pozorované zmeny by taktiež mohli vysvetliť dve takéto búrky pohybujúce sa okolo hnedého trpaslíka rozličnými rýchlosťami. To by mohlo pomôcť vysvetliť, prečo zmeny jasnosti zistené v prípade SIMP0136 nie sú pozorovateľné u všetkých hnedých trpaslíkov pri prechode medzi spektrálnymi triedami L a T. Pretože SIMP0136 rotuje rýchlejšie než väčšina hnedých trpaslíkov, jeho rýchla rotácia môže generovať niektoré zaujímavé črty podobné Veľkej červenej škvrne na Jupiteri. „Prišli sme so všetkými možnými druhmi nápaditých sci-fi scenárov,“ hovorí Artigau. Bude treba uskutočniť ešte viac pozorovaní ako aj teoretickej práce, aby sme sa dozvedeli viac, dodáva.

RNDr. Zdeněk Komárek