Luhman 16 neboli WISE J104915.57−531906.1 je dvojice hnědých trpaslíků v souhvězdí Plachet. Nachází se ve vzdálenosti přibližně 6,51 světelného roku neboli 1,996 parseku od Slunce. Je nejbližším známým systémem hnědých trpaslíků a třetím nejbližším známým hvězdným či podhvězdným systémem po soustavě Alfa Centauri a Barnardově hvězdě.

Systém tvoří složka Luhman 16 A spektrálního typu L7,5 a složka Luhman 16 B typu T0,5±1. Obě složky se nacházejí v oblasti přechodu mezi spektrálními třídami L a T, při němž se výrazně mění vlastnosti oblačnosti v atmosférách hnědých trpaslíků. Jejich dynamicky určené hmotnosti činí 35,4 ± 0,2 a 29,4 ± 0,2 hmotnosti Jupiteru.

Objev a pojmenování Systém objevil americký astronom Kevin Luhman při hledání blízkých objektů s vysokým vlastním pohybem. Porovnával snímky pořízené družicí WISE v různých obdobích a identifikoval WISE J104915.57−531906.1 jako rychle se pohybující objekt. Starší záznamy téhož zdroje následně nalezl také na snímcích přehlídek Digitized Sky Survey, 2MASS a DENIS.

Při následném pozorování přístrojem Gemini Multi-Object Spectrograph na dalekohledu Gemini South byl objekt rozlišen na dvě složky vzdálené na obloze přibližně 1,5 úhlové vteřiny. Při vzdálenosti systému to odpovídalo projektované vzdálenosti asi tří astronomických jednotek. Objev systému i jeho dvojhvězdné povahy byl zveřejněn v roce 2013.

Astronom Eric Mamajek navrhl používat kratší označení Luhman 16, odvozené z objevitelského označení LUH 16 ve Washingtonském katalogu dvojhvězd. Pro jednotlivé složky se používají názvy Luhman 16 A a Luhman 16 B.

Mamajek také dohledal systém na starších záznamech družic IRAS a Akari a v katalogu Guide Star Catalog. Na fotografické desce pořízené Schmidtovým dalekohledem Evropské jižní observatoře v roce 1984 se objekt jeví jako protažený zdroj, protože obě složky nebyly úplně rozlišeny.

Vzdálenost a vlastní pohyb Astrometrická měření Hubbleovým vesmírným dalekohledem stanovila paralaxu systému na 500,993±0,050 milivteřiny. Tomu odpovídá vzdálenost 1,9960±0,0002 parseku neboli přibližně 6,510 světelného roku. Nejistota měření vzdálenosti odpovídá přibližně 41 astronomickým jednotkám.

Astrometrické řešení bylo navázáno na absolutní referenční systém katalogu Gaia DR3, samo však vychází především z pozorování Hubbleova vesmírného dalekohledu. Standardní astrometrická měření samotného Luhmanu 16 z Gaia DR3 nejsou kvůli jeho slabosti, dvojhvězdné povaze a výraznému vlastnímu pohybu pro toto určení použitelná.

Vlastní pohyb barycentra systému činí přibližně −2 768,5 milivteřiny za rok v rektascenzi a +358,5 milivteřiny za rok v deklinaci. Velká hodnota vlastního pohybu je důsledkem malé vzdálenosti systému od Slunce.

Oběžná dráha a hmotnosti Složky Luhman 16 A a Luhman 16 B obíhají společné těžiště s periodou přibližně 26,6 roku. Velká poloosa relativní dráhy odpovídá přibližně 3,52 astronomické jednotky, excentricita činí přibližně 0,34 a sklon dráhy vůči rovině oblohy je přibližně 80°.

Poměr hmotností složek B a A byl určen na 0,8305±0,0006. Z astrometrické dráhy vycházejí hmotnosti 35,4±0,2 hmotnosti Jupiteru pro Luhman 16 A a 29,4±0,2 hmotnosti Jupiteru pro Luhman 16 B.

Obě hodnoty leží pod hmotnostní hranicí potřebnou k dlouhodobému slučování běžného vodíku. Obě složky jsou proto hnědými trpaslíky, nikoli hvězdami hlavní posloupnosti.

Stáří Luhman 16 je pravděpodobným členem pohybové skupiny Oceanus, která byla identifikována analýzou prostorových pohybů blízkých hvězd z dat Gaia DR3. Stáří skupiny bylo odhadnuto na 510±95 milionů let, což poskytuje nezávislý odhad stáří obou složek systému.

Porovnání přesně změřených hmotností a zářivostí složek s modely vývoje hnědých trpaslíků poskytuje stáří převážně v rozmezí 400 až 800 milionů let. Jednotlivé modely však pro složky A a B neposkytují zcela shodné výsledky. Rozdíl může souviset s nepřesnostmi modelů, nejistotami zářivosti nebo s odlišným rozložením oblačnosti v atmosférách obou složek.

Spektrum a atmosféra Složka A má spektrální typ L7,5, zatímco složka B typ T0,5±1. Systém proto představuje významný příklad přechodu mezi hnědými trpaslíky spektrálních tříd L a T. V této oblasti spektrální klasifikace dochází k výrazným změnám množství a rozložení kondenzovaných částic tvořících atmosférická oblaka.

V blízké infračervené oblasti vykazuje systém takzvané obrácení toku. Přestože je Luhman 16 B méně hmotnou a celkově méně zářivou složkou, v části pásma J je jasnější než složka A. Tento jev se vysvětluje rozdílnou optickou tloušťkou a rozložením oblaků v atmosférách obou složek.

náhled|Rekonstrukce rozložení světlých a tmavých oblastí v atmosféře Luhmanu 16 B podle pozorování VLT

Luhman 16 B patří mezi výrazně fotometricky proměnné hnědé trpaslíky. Jeho jasnost se mění při rotaci v důsledku nerovnoměrného rozložení oblačnosti a rozdílů teplot v pozorovaných vrstvách atmosféry.

Pozorování spektrografem CRIRES na Very Large Telescope umožnila pomocí dopplerovského zobrazování vytvořit dvourozměrnou jasovou mapu atmosféry Luhmanu 16 B. Mapa odhalila rozsáhlé světlé a tmavé oblasti, které byly vyloženy jako rozdíly v oblačnosti a teplotě atmosférických vrstev.

Označení „mapa povrchu“ je v tomto případě pouze zjednodušující. Hnědý trpaslík nemá pozorovatelný pevný povrch; mapa zachycuje rozložení jasu v atmosférických vrstvách, z nichž uniká sledované infračervené záření.

Rotace a atmosférické proudění Dlouhodobá pozorování družicí TESS ukázala, že dominantní rotační perioda Luhmanu 16 B činí přibližně 5,28 hodiny. Ve světelné křivce byly nalezeny také další blízké periodicity, které mohou souviset s atmosférickým prouděním, rozdílnými rychlostmi pohybu v jednotlivých zeměpisných šířkách a rozsáhlými atmosférickými vlnami.

Perioda přibližně 6,94 hodiny byla vyložena jako pravděpodobná rotační perioda složky Luhman 16 A. Toto určení je méně jisté než perioda složky B, protože ve společné světelné křivce systému převládá výraznější proměnnost složky B.

Hledání planet V roce 2014 byly oznámeny možné odchylky v relativním astrometrickém pohybu obou složek, které mohly naznačovat přítomnost dalšího tělesa s planetární nebo podhvězdnou hmotností. Pozdější pozorování možnost takto hmotného průvodce nepotvrdila.

V astrometrických datech Hubbleova vesmírného dalekohledu byl později nalezen slabý signál odpovídající možné planetě s hmotností blízkou Neptunu. Další pozorovací epochy však ukázaly, že signál není slučitelný s pohybem skutečné planety na navržené dráze.

Analýza zveřejněná v roce 2024 vyloučila planetu těžší než přibližně 1,5 hmotnosti Neptunu s oběžnou dobou mezi 400 a 5 000 dny. U oběžných dob mezi dvěma a 400 dny nebylo možné vyloučit tělesa lehčí než přibližně tři hmotnosti Neptunu. V systému proto není potvrzena žádná planeta.

Význam Luhman 16 je díky své malé vzdálenosti a dvojhvězdné povaze jedním z nejvýznamnějších systémů pro studium hnědých trpaslíků. Protože se obě složky pravděpodobně vytvořily společně, mají stejné stáří a přibližně stejné původní chemické složení, liší se však hmotností, spektrálním typem a vlastnostmi atmosféry.

Přesně změřené dynamické hmotnosti umožňují testovat modely chladnutí a vývoje podhvězdných objektů bez nutnosti odvozovat jejich hmotnosti pouze z teoretických modelů. Blízkost systému současně umožňuje podrobné sledování oblačnosti, rotace a atmosférického proudění obou složek.

Odkazy Reference

Související články Hnědý trpaslík Seznam nejbližších hvězd WISE 0855−0714 Gliese 229 Wide-field Infrared Survey Explorer

Externí odkazy

Luhman 16 v databázi SIMBAD Astrometrická studie systému z roku 2024

Kategorie:Dvojhvězdy Kategorie:Hnědí trpaslíci Kategorie:Hvězdy v souhvězdí Plachet Kategorie:Místní bublina Kategorie:Objekty v katalogu 2MASS