Születő csillagokra jellemző anyagkilövelléseket figyeltek meg formálódó barna törpéknél

Az égitestek különös csoportját alkotják a csillagoknál kisebb, ám a bolygóknál nagyobb objektumok, az ún. barna törpék. Tömegük túl kicsi ahhoz, hogy belsejükben – a hatalmas nyomás és a magas, legalább 3 millió Kelvin-fok hőmérséklet mellett – beinduljon a stabil hidrogén-hélium magfúzió, melynek során két hidrogénatom egy héliumatommá préselődik össze. Az elméleti modellek szerint a barna törpék esetében – kialakulásuk idején – beindul ugyan egyfajta magfúzió, de nem hidrogén-, hanem lítium- vagy deutériumfúzióra kerül sor (a deutérium a hidrogén stabil izotópja, atommagja egy pozitív elektromos töltésű protont és egy töltéssel nem rendelkező neutront tartalmaz, míg a normál hidrogén atommagja egyetlen protonból áll), ám ez a fúzió is csak mintegy százezer évig tarthat, azután az objektumok lassan kihűlnek.
A lítium- vagy a deutériumfúzió már a 13 Jupiter-tömeggel rendelkező égitesteknél beindul, olyan, formálódó objektumok esetében, melyek tömege tizenhárom Jupiter tömegével egyezik meg. A hidrogén-hélium fúzióhoz viszont arra van szükség, hogy a protocsillag (előcsillag, kialakulófélben lévő csillag) érje el a Nap tömegének nyolc százalékát, másként fogalmazva a Jupiter tömegének a nyolcvanszorosát. Tehát a csillaggá válás útján megrekedt barna törpék tömege 13–80 Jupiter-tömeg lehet. Felszíni hőmérsékletük mindössze 1000–3000 Kelvin-fok, s bár magfúzióval már nem termelnek energiát, lassú összehúzódásuk során mégis termelődik bennük annyi energia, hogy nagyon gyenge fényt bocsássanak ki magukból, ám épp halványságuk miatt nehéz felfedezni őket, első képviselőjükre csupán húsz éve, 1995-ben bukkantak rá, nagyjából az idő tájt, amikor az első exobolygókat (Naprendszerünkön kívüli planétákat) is felfedezték.
Kialakulásuk kérdése azóta foglalkoztatja a kutatókat, megszületésük módját illetően több elmélet is született. Feltételezték, hogy összehúzódó kozmikus gázfelhőből jöttek, jönnek létre, a csillagokhoz hasonló folyamat során, azzal az egyetlen különbséggel, hogy a formálódó égitest nem rendelkezik akkora tömeggel, hogy belsejében a hidrogénatomok héliumatomokká kezdjenek összeolvadni. Elképzelhetőnek tartották, hogy egy alakulófélben lévő, többtagú csillagrendszer részeként kezdik életüket, de különböző gravitációs hatások miatt azelőtt kilökődnek a rendszerből, mielőtt tömegvonzásukkal összegyűjthetnék a hidrogén-hélium fúzióhoz elegendő tömeget. A harmadik hipotézis szerint a bolygókhoz hasonlóan, a protocsillag körüli porkorongban kezdenek kialakulni, ám később kidobódnak a rendszerből. Felvetették, hogy az előcsillag azért áll meg a nappá válás útján, mert közeli óriáscsillagok erős ionizáló sugárzása jelentős mértékben elpárologtatja annak a lassan összehúzódó, csillagközi gázból álló ún. akkréciós korongnak az anyagát, melyből kialakul a csillag. Más vélemény szerint pedig a más csillagokkal való közeli találkozások még azelőtt elpusztítják az akkréciós korongot, mielőtt az elérné a hidrogén-hélium fúzióhoz szükséges tömeghatárt.
A barna törpék kialakulásával kapcsolatban – a közelmúltban – nagyon jelentős felfedezést tett egy, az amerikai National Radio Astronomy Observatory (Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium) VLA antennarendszerével dolgozó nemzetközi kutatócsoport, melyet Oscar Morata, a Tajvani Kínai Akadémia Csillagászati és Asztrofizikai Intézetének munkatársa vezet. A Bika csillagkép irányában látható, tőlünk 450 fényévre lévő csillagkeletkezési terület barna törpéit vizsgálva, tizenegy közül négy égitest esetében olyan anyagkilövelléseket észleltek, amilyeneket eddig csak a kialakulófélben lévő csillagoknál tapasztaltunk. A csillagképződés korai szakaszában ugyanis az akkréciós korongból – annak síkjára merőlegesen – két irányban anyagkilövelléseket bocsát ki a születő nap. Az adott barna törpék is fiatal objektumok, Oscar Morata pedig a felfedezés alapján azt a következtetést vonta le, hogy az égitestek e különös csoportjának keletkezési folyamata a csillagképződés kicsinyített változata. Úgy látszik, a barna törpék hasonló módon keletkeznek, mint a csillagok.

Újfalussy Géza