Kahverengi cüceler soğuk ve parlak olmadıklarından tespit edilmeleri ve sınıflandırılmaları zor cisimlerdir. Gezegen olamayacak ölçüde büyük olmalarına karışın, yıldızların temel özelliği olan hidrojen füzyonunu gerçekleştiremeyecek kadar da küçüktürler. Yine yıldızların bazı özelliklerine sahiptirler.
Caltech’te görev yapan Doç. Gregg Hallinan radyo ve optik teleskop verilerini kullanarak 20 ışık yılı uzaktaki bir kahverengi cücenin manyetik kutuplarına yakın bölgesinde güçlü kuzey ışıkları (aurora) olduğunu fark etti.
“Böylece kahverengi cücelerin manyetik aktivite açısından küçük bir yıldız gibi değil de son derece güçlü kuzey ışıklarına sahip dev gezegenlere benzediğini gördük. Eğer aşırı sıcak ve güçlü yerçekimi olan kahverengi cücenin yüzeyinde durmayı başarabilseydik, Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerde görülenlerden yüzlerce hatta binlerce kat güçlü kuzey ışıkları görebilirdik” diyor Hallinan.
2000’lerin başında gökbilimciler kahverengi cücelerin radyo dalgaları yaydığını keşfettiler. İlk başta bu durumun yıldızlardaki gibi kahverengi cücenin yüzeyine yakın yerlerde manyetik hareketlerle ısınan aşırı sıcak atmosfer nedeniyle oluştuğu düşünüldü. Ancak bir sorun vardı: kahverengi cüceler Güneş ve diğer yıldızlar gibi yüklü parçacık fişekleri üretemiyordu.
Hallinan 2006’da kahverengi cücelerin aslında radyo frekanslarında tepe noktalar olduğunu gördü. “Güneş sistemindeki gezegenler gibi ara ara zirve yapan radyo emisyonları görmüştüm.” Bu durumun nedeni kuzey ışıkları olabilirdi ama kanıt gerekliydi.
Kuzey ışıkları yıldızdan yayılan yüksek hızlı yüklü parçacıkların bir gezegenin atmosferine girmesiyle oluşur. Bu parçacıklar gezegenin manyetik alanınca kutuplara itilir. Manyetosfer içine dalan parçacıklar atmosferdeki gaz atomlarıyla çarpışır ve parlak emisyonlar üreterek gezegenin manyetik alan çizgileri boyunca hızlandırılır.
Hallinan ve arkadaşları Dünya’nın en güçlü radyo teleskoplarından oluşan Ulusal Radyo Gözlemevi’nin Çok Büyük Dizi (Very Large Array, VLA) ile optik aletler yardımıyla LSRJ+3259 1836 adlı kahverengi cüceyi gözlemeye başladı. Gözleme Palomar’ın Hale Teleskopu ve WM Keck Gözlemevi’nin teleskopları da dahil edildi.
VLA kahverengi cüce çevresinde ortaya çıkan radyo dalgalarında parlak bir tepe noktası oluştuğunu gördü. Cisim kendi çevresinde 2,84 saatte döndüğünden araştırmacılar cismin bir gecede üç dönüşünü izledi.
Daha sonra optik gözlemler için Hale Teleskopu kullanıldı. Hidrojen-alfa tayf çizgilerinde cismin parlaklığının düzenli olarak değiştiği görüldü.
Hallinan ve ekibi son olarak kahverengi cücelerin Güneş’ten binlerce kat daha sönük olduğunu dikkate alarak cismin parlaklığını ölçmek için Keck Teleskopunu kullandı. İşte o zaman kahverengi cücenin görülen hidrojen emisyonunun yüzeyine yakın yerlerde kuzey ışıkları ile ilişkisini kurmayı başardılar.
“Elektronlar atmosfere doğru sarmal hareket yaparak salındığında radyo emisyonları üretir ve bunlar onlarca ile binlerce kez atmosfere girdiğinde, Dünya ve diğer gezegenlerde olduğu gibi, hidrojen gazıyla çarpışır. Şimdi kuzey ışıklarının gezegenlerden kahverengi cücelere kadar olan tüm cisimlerde görülebileceğini biliyoruz” diyor Hallinan.
Kahverengi cüceler bunu yapabilecek yıldız rüzgârına sahip değildir. Hallinan böyle bir durumun yörüngede bulunan başka bir kahverengi cüce ya da gezegen etkisiyle oluşabileceğini düşünüyor. “Kuzey ışıklarının oluştuğunu gördük ama bunların kaynağını bilmiyoruz” diyor.
“Kahverengi cücelerin atmosferi birçok dev gezegen atmosferiyle benzerlik gösterir. Yakınında bir yıldız olmayan bir kahverengi cücenin atmosferini inceleyebilirsiniz” diyor Hallinan.
Kahverengi cücenin çevresindeki manyetik alanın gücünü belirlemek için düşük frekanslı radyo dalgalarını gözlemek için Owens Vadisi Uzun Dalga Boyu Dizisi’ne ihtiyaç duyuluyor. Bu dizi genellikle ötegezegenlerin manyetik alanlarını ölçmek için kullanılmaktadır. “Yaşam alanı içinde olan bir gezegen manyetik alanı olsun olmasın ilginç özelliklere sahip olabilir. Ben manyetik alan şiddetinin gezegenlerden kahverengi cücelere nasıl farklılaştığını ortaya çıkarmak istiyorum.”
