Soubor nejrůznějších typů hvězd je v současnosti velice rozmanitý. Ve vesmíru pozorujeme jak hvězdy o velikosti menšího okresu, tak i rozsáhlé obry, které čeká agonie ve stylu výbuchu supernovy. Mnoho objektů ani nelze pozorovat pouhým okem, září totiž převážně v infračerveném oboru a mají řádově stovky stupňů Celsia.

Říkáme jim hnědí trpaslíci. Že se ale podaří najít trpaslíka téměř o teplotě lidské dlaně, je skutečně neuvěřitelné. Jak vypadají tyto nově objevené, extrémně chladné pseudohvězdy?

Jak poznáme hnědého trpaslíka? S troškou nadsázky to je mezistupeň, hybrid mezi planetou a hvězdou. Definice planety se zakládá na faktu, že v ní za celou její historii neprobíhaly termonukleární reakce žádného typu.

Naopak hvězdy jsou význačné celou plejádou probíhajících jaderných reakcí v jejich nitrech, z nichž nejvýznamnější je bezesporu přeměna atomů vodíku na atomy helia, při které se uvolňuje značná část energie.

U hnědého trpaslíka se věci mají tak trošku napůl. Tím, že se jedná o málo hmotný plynný objekt, nikdy v jeho nitru nebudou panovat vhodné podmínky právě pro přeměnu vodíku na helium. Díky tomu nikdy nezapadne do party hvězd.

Jenže o planetu se také nejedná, v hnědých trpaslících přece jen něco slabého, alespoň po krátkou dobu, doutná – konkrétně reakce přeměny deuteria (těžkého vodíku) na helium. Tato syntéza je však velice krátká a nikdy nepokryje takové množství energie, jako je tomu u tradičních hvězd.

Myšlenka potvrzená po 20 letech

Už americký astronom Harlow Shapley (1885–1972) si v roce 1958 pohrával s myšlenkou, že by u blízkých hvězd mohli existovat neviditelní průvodci o hmotnostech mnohonásobně menších, než je hmotnost Slunce. Nazval je liliputánské hvězdy.

Indický astrofyzik Shiv S. Kumar (*1939) se těmto pomyslným objektům začal o pět let později věnovat poněkud podrobněji a podařilo se mu spočítat jejich první odhad teploty na hodnotu okolo 2 tisíc stupňů Celsia.

Od roku 1975 se pro ně vžil poněkud nevýstižný název navržený americkou astronomkou a současnou ředitelkou Center for SETI Research Jill Tarterovou (*1944) – hnědí trpaslíci. Zajímavé je, že první exemplář se podařilo najít až o celé dvě dekády později.

Nejchladnější rekordman

Donedávna byli sice známí tzv. ultra-chladní hnědí trpaslíci o teplotách okolo 300 stupňů Celsia, nicméně v loňském roce družice WISE našla bez nadsázky nejchladnějšího rekordmana, hnědého trpaslíka s poetickým označením WISE 1828+2650.

Jeho vzdálenost od Slunce není ve srovnání s vesmírnými měřítky nijak závratná – přibližně 40 světelných let. Okamžitě je jasné, jak těžké musí být takový objekt vůbec najít. Kdyby se totiž člověk nacházel v jeho blízkosti, okem by nic nezpozoroval, jen černočernou tmu.

Ostatně ani lidské tělo v noci, jak víme, nesvítí.

Hledání pomyslné jehly v kupce sena

Další svízel při hledání podobných „skorohvězd“ je jejich velikost řádově srovnatelná s rozměry obřích planet. Je tedy přirozené domnívat se, že najít objekt o tak malých rozměrech, který není ve viditelném oboru k rozeznání, a navíc si trůní v temném chladu kdesi 40 světelných let od Země, je pořádný oříšek.

Existují sice poněkud teplejší hnědí trpaslíci o teplotách několika stovek stupňů, kteří svítí tmavě načervenalým světlem, ale i tak je hlavním nástrojem pro jejich hledání právě infračervená astronomie.

Vyzařují totiž převážnou část své energie v infračerveném oboru spektra. To je logicky jeden z důvodů, proč extrémně chladní hnědí trpaslíci astronomům unikali téměř po jedno desetiletí.

Trpaslíci rostou jako houby po dešti

Dnes se s nástupem moderní detekční techniky ovšem objevují jako houby po dešti, navíc stále blíže k naší domovině – sluneční soustavě. Známe už jedince ve vzdálenostech pouhých devíti světelných let od Slunce.

Připomeňme, že nejbližší hvězdu Proximu Centauri od nás dělí pouhé čtyři světelné roky.

Existuje zde pak reálná šance na to, že vědci v budoucnu objeví hnědého trpaslíka, který je k nám ještě blíže než nejbližší hvězda. Okolí sluneční soustavy již potom nebude až tak prázdným prostorem jak se doposud myslelo.

Osud hnědých trpaslíků je však dosti nezáviděníhodný – svým pomalým smršťování sice nějakou dobu budou ještě hřát své okolí, ale za čas vychladnou a stanou se z nich černí trpaslíci, brouzdající navěky mezihvězdným prostorem.

Mgr. Jindřich Žižka, Astronomický ústav UK

Čím se liší čtyři vesmírní trpaslíci?

*Červený trpaslík je malá a relativně chladná hvězda. Je to nejpočetnější typ hvězd ve vesmíru – odhaduje se, že až 75 % všech hvězd v Mléčné dráze jsou červení trpaslíci.

*Bílý trpaslík je astronomický objekt, vzniklý zhroucením hvězdy o průměrné nebo podprůměrné hmotnosti.

*Hnědý trpaslík nevyzařuje světlo a energii z termonukleární reakce, má však vodivý povrch a jádro.

*Černý trpaslík je chladný hvězdný objekt, který se vyvinul z bílého trpaslíka a postupným zářením černého tělesa ochladnul. Ve vesmíru by neměl žádný černý trpaslík existovat, protože čas potřebný k ochlazení bílého trpaslíka na požadovanou úroveň je delší než dosavadní délka existence vesmíru.