Primerjava velikosti, od leve proti desni: Jupiter, Saturn, novi BLM J0555-57Ab in skrajno desno TRAPPIST-1. Ključna razlika je v gostoti. Foto: Boetticher et al., 2017
Primerjava velikosti, od leve proti desni: Jupiter, Saturn, novi BLM J0555-57Ab in skrajno desno TRAPPIST-1. Ključna razlika je v gostoti. Foto: Boetticher et al., 2017
Zvezda orjakinja R136a1
Primerjava med velikostmi zvezd. Zemlja je premajhna, da bi bila lahko prikazana na tej sliki. Foto: Royal Astronomical Society
Rdeča pritlikavka
Računalniški prikaz rdeče pritlikavke (na desni). Značilnost teh zvezd so pogosti in močnejši izbruhi zvezdnih neviht, ki lahko bližnjih planetom skozi čas učinkovito uničujejo atmosfere. To je tudi eden izmed glavnih pomislekov pri tem, ali je v planetarnih sistemih okoli rdečih pritlikavk mogoče življenje. Foto: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)
Fuzija
Fuzija poteka tudi v Soncu in vseh drugih zvezdah; je proces, ki jih definira. Človeštvo se ga je naučilo poustvariti tudi na Zemlji, a ga še ni dovolj optimiziralo, da bi bil uporaben kot vir energije. Obstaja več poskusnih fuzijskih jedrskih elektrarn, ki pa še ne zmorejo proizvesti več energije, kot je potrošijo. Na fotografiji eden izmed takšnih reaktorjev, katerega ključna naloga je držati vročo plazmo v notranjosti, ne da bi se dotaknila sten. Foto: epa
RCW 38
Zvezdna kopica RCW 38, posnetek zelo velikega teleskopa, ki deluje v sklopu Evropskega južnega observatorija. V njem so poiskali vse (vidne) rjave pritlikavke; prav tako še v nekaj drugih kopicah, in na podlagi teh podatkov izrekli sklep o pogostosti rjavih pritlikavk na splošno. Njihovo število v Galaksiji so tako postavili na 100 milijard (vseh zvezd v domači galaksiji naj bi bilo do 300 milijard). Foto: Koraljka Muzic, University of Lisbon, Portugal/Aleks Scholz, University of St Andrews, UK/Rainer Schoedel, University of Granada, Spain/Vincent Geers, UKATC/Ray Jayawardhana, York University, Canada/Joana Ascenso, University of Lisbon, University of Porto, Portugal/Lucas Cieza, University Diego Portales, Santiago, Čike
Rjava pritlikavka
Tako naj bi človeško oko, če bi se znašlo dovolj blizu, zaznavalo rjavo pritlikavko. Podoba je računalniško ustvarjena. Foto: NASA/JPL-Caltech
Sonce, Venera
Sonce je (nekoliko poenostavljeno) rumena pritlikavka, natančneje pa zvezda glavnega tipa in niza G. Gorivo trošijo precej hitreje in intenzivneje od rdečih pritlikavk in imajo zato krajšo življenjsko dobo. Črna pika je Venera. Foto: EPA
Zvezda orjakinja R136a1
Primerjava med velikostmi zvezd. Zemlja je premajhna, da bi bila lahko prikazana na tej sliki. Modra je zvezda orjakinja R136a1, najmasivnejša (znana) zvezda vesolja. Foto: Royal Astronomical Society


Zvezde, naš galaktični vir življenja in obenem množične morilke, se pojavljajo v zelo raznolikih tipih. Z golim očesom so morda zgolj brleče pikice na nebu, natančnejša preverba pa predstavi vse od velikank, ki bi pogoltnile skoraj vse Osončje in vsebujejo za več kot 300 Sonc mase, do pritlikavk, ki jih ni preprosto ločiti od planetov. Prav zadnje znanstvenikom že dolgo predstavljajo precejšnjo uganko. Kdaj je masivna krogla še planet in kdaj mu lahko rečemo zvezda?

Astronomi britanske Univerze v Cambridgeu so pred kratkim našli primerek, ki naj bi začrtal mejo med tipoma nebesnih teles. Zvezdo, ki ima komajda še dovolj mase in gostote, da v svoji sredici lahko zliva jedra atomov. Najmanjšo znano in verjetno najmanjšo še mogočo zvezdo. Naslov objave v znanstveni publikaciji Astronomy & Astrophysics pove večino ključnega: "Zvezda majhne mase in velikosti Saturna na robu meje zlivanja vodika." Zvezdica se imenuje EBLM J0555-57Ab in v prostornini, ki je za 30 odstotkov večja od Saturnove, skriva za približno 84 Jupitrov mase oziroma za 26.700 Zemelj. Težnost je na površju 300-krat silnejša od Zemljine, piše v sporočilu za javnost. Tlak v središču omogoča fuzijo oz. zlivanje atomov vodika v helij, pri čemer se sprošča energija, ki tišči navzven in preprečuje, da bi se krogla sesedla v izjemno gosto telo.

"Odkritje kaže, kako majhne so še lahko zvezde. Če bi ta nastala z le malo manj mase, v središču ne bi mogla vzdrževati fuzije, zato bi se prelevila v rjavo pritlikavko," je izjavil Alexander von Boetticher, glavni avtor raziskave.

Rjave pritlikavke so t. i. spodletele zvezde prav iz omenjenega razloga. So kvečjemu velike "kaplje" plina, ki so se v postopku kolapsa širšega oblaka v zgoščenino segrele. Tako niso prave zvezde; ne svetijo zaradi zlivanja, temveč oddajajo že zbrano toplotno energijo in se skozi eone počasi hladijo.

Rdeče pritlikavke so tiste, ki jim ni spodletelo. Do zdaj je za najmanjšo veljala OGLE-TR-122b, za okoli 20 odstotkov večja od Jupitra in vsebujoča okoli desetino mase Sonc. Odkrita je bila leta 2005.
Teorija pravi, da je meja med rjavo in rdečo pritlikavko med sedmimi in osmimi odstotki mase Sonca, piše v sporočilu za javnost Univerze v Cambridgeu. EBLM J0555-57Ab je ima 8,1 odstotka, tako da bodo morda našli še manjše rdečkarke.

Kroži okoli "velike sestre"
EBLM J0555-57Ab je znotraj domače Galaksije, okoli 600 svetlobnih let stran od Zemlje. Sprva so celo mislili, da gre za zunajosončni planet, saj so jo našli krožečo okoli precej večje zvezde sopotnice, rumene pritlikavke. Odkrili so jo med eksperimentom, posvečenim iskanju eksoplanetov (WASP) s tranzitno metodo. Opazovali so torej večjo predstavnico para, ki se je vsake 7,8 zemeljskega dne rahlo zatemnila, kar pomeni, da nekaj kroži okoli in povzroča periodično senčenje. Nazadnje so doumeli, da gre za binarni sistem - dve zvezdi krožita druga okoli druge. Maso manjše predstavnice so izmerili s pomočjo spektrografa CORALIE. Ta je sledil guganju večje zvezde v prostoru, posledico težnosti sosede. Guganje je pustilo sled na svetlobi v obliki Dopplerjevega učinka.
"Zvezda je manjša in verjetno tudi hladnejša od kopice zunajosončnih plinskih velikanov, ki smo jih do zdaj odkrili," je komentiral von Boeticher. "Težko je izmeriti velikost teh bledih, nizkomasnih zvezd, pogosto še zahtevneje kot pri velikih planetih. K sreči smo jo lahko zaznali in premerili z opremo, namenjeno iskanju eksoplanetov, medtem ko so prečile večjo zvezdo v binarnem sistemu. Morda zveni neverjetno, toda najti zvezdo je včasih težje kot planet."

EBLM J0555-57Ab ima primerljivo maso z določeno rdečo pritlikavko, ki je pred meseci napolnila naslovnice svetovnih medijev. To je TRAPPIST-1, 39 svetlobnih let oddaljena zvezda s sedmimi kamnitimi planeti, katerih večina je v območju Zlatolaske, kjer je teoretično mogoč obstoj vode v tekoči obliki. Toda TRAPPIST-1 ima za skoraj tretjino večji premer.

Pogoste in vse obetavnejše
Rdeče pritlikavke se v zadnjih letih vse bolj izkazujejo kot obetavni kandidati za planetarne sisteme, v katerih bi lahko našli Zemlji podobne planete z vsaj teoretično možnostjo obstoja življenja. Te t. i. zvezde tipa M so pravzaprav najbolj številne (v domači Galaksiji, po dozdajšnjih spoznanjih). "Prav pri najmanjših zvezdah veljajo optimalne razmere za morebitne najdbe Zemlji podobnih planetov; še več, za preučevanje njihovih atmosfer. A preden se lahko lotimo planetov, moramo zelo dobro preučiti njihove matične zvezde, to je temeljna nujnost," je komentiral Amaury Triadur, soavtor raziskave. Zvezd z maso petine Sonca znanost množičnosti navkljub še ne razume zadovoljivo dobro. Razlog tiči v oteženem opazovanju; so namreč precej temnejše in manjše od rumenih pritlikavk. Tudi najbližja soseda Sonca, Proksima Kentavra, spada v to kategorijo, ob njej pa je obetaven eksoplanet.
Obširna raznolikost
Zvezde so zelo pomemben del vesolja. One so poskrbele, da vesolje ni zgolj meglica iz vodika in prgišča helija, tako, da so pritiskale tako rekoč vse težje elemente. Omogočile so naš obstoj; tako rekoč vsak atom naših teles je izšel iz zvezdnih stiskalnic. So nepogrešljiv vir energije. Brez njihovega sevanja ni življenja na Zemlji. Po drugi strani so zvezde lahko smrtonosne. Že malo Sonce bo čez kakšno milijardo let povrelo zemeljske oceane. Najmasivnejša znana zvezda je R136a1, ki je 10-milijonkrat svetlejša od Sonca in je ob rojstvu vsebovala za 320 Sonc mase. Če bi jo postavili na mesto naše zvezde, bi se Zemlja nemudoma spremenila v prežgan kupček kamnin in se nazadnje stalila.

Razlika med pritlikavkami, planeti
Kakšna pa je razlika med tremi omenjenimi koncepti: rdečo pritlikavko, rjavo pritlikavko in planetom? Le prva je zares zvezda, saj omogoča stabilno fuzijo elementov. Pravzaprav je rdeča pritlikavka najstabilnejši tip zvezde; dokaj enovito lahko sveti tudi stotine milijard let (medtem ko jih rumena pritlikavka Sonce lahko odšteje okoli 10 milijard).

Rjava pritlikavka z maso med 13 in do 90 Jupitri ni več zvezda, ker materije (tudi glede na premer) ni dovolj, posledično tudi ne dovolj silne stiskalnice. Temu navkljub se lahko v njeni sredici pojavijo omejene faze fuzije izotopa vodika, imenovanega devterij. A ta pojav - če se sploh zgodi - je zelo kratek. Rjave pritlikave so zato zelo stabilne: toploto počasi izsevajo in nikoli ne potrošijo "goriva", zato tudi nikoli ne eksplodirajo - kot druge zvezde na koncu življenjske poti. Postanejo lahko precej hladne; tale primerek ima denimo minus 48 stopinj Celzija. Rjavih pritlikavk je v neposredni soseščini Zemlje precej, ena je tudi pred 70.000 leti šla skozi Oortov oblak. Marsikatera rjava pritlikavka je morda lahko tudi planet izobčenec, ki se potika po vesolju brez družbe.

Ključni razliki med rjavimi pritlikavkami in planeti pa sta dve. Prva je omenjena zmožnost fuzije devterija, druga pa je način vzdrževanja gostote. Vrnimo se za trenutek k Soncu podobnim zvezdam, rumenim pritlikavkam. Te so precej bolj masivne, toda energija iz zlivanja atomskih jeder tišči navzven težnosti v brk; zato so redkejše od rjavih pritlikavk. Te se bolj sesedejo, pri čemer dodatno zgoščevanje preprečuje kvantni pojav, imenovan Paulijevo izključitveno načelo, ki, poenostavljeno, elektronom preprečuje, da bi zasedali isto kvantno stanje; posledično pa materiji, da bi se še bolj sesedla. Ker gre za pritisk elektronov, se pojavu v tem imenu reče degenerativni tlak elektronov. V planetih sesedanje snovi po drugi strani preprečuje preprosta elektrostatična interakcija (odboj) med molekulami, ki je precej močnejša od gravitacije. Toda manjše rjave pritlikavke z dobrim ducatom mas Jupitra tudi vzdržujejo strukturo na tak način, zato jih je od planetov (še posebej izobčencev) težko ločiti.

Bilo naj bi jih 100 milijard
O pogostosti rjavih pritlikavk je pred kratkim izšla še ena raziskava; izvedla jo je britanska Kraljeva astronomska družba. Preverili so, koliko teh teles se skriva v nekaj bližnjih zvezdnih kopicah, in s statističnimi modeli izračunali, da bi lahko domača Galaksija Rimska cesta imela kar 100 milijard rjavih pritlikavk.
Nevtronke so še manjše
Nekaj zmede pri definiciji najmanjše znane zvezde utegnejo povzročiti bele pritlikavke in nevtronske zvezde. A ta telesa so zvezde zgolj po imenu. Kvečjemu gre za ostanke "smrti" večjih zvezd, pri čemer se jedro - ki ga fuzija ne razpihuje več - sesede v zelo gosto kroglo. Bele pritlikavke so velike približno kot Zemlja, kolaps spet preprečuje degeneracijski tlak elektronov, medtem ko pri do 20 kilometrov velikih nevtronskih zvezdah nalogo opravlja nevtronska ustreznica tlaka. Če bi nevtronki dodali še za nekaj Sonc mase, pa bi dobili - črno luknjo.