Astronomowie z Włoch i Francji przewidują, że brązowe karły powinny pulsować w czasie swojej młodości. Takie zjawisko mogło być już zaobserwowane w gwiazdozbiorze Oriona.

Brązowe karły rodzą się zbyt lekkie, by podtrzymywać syntezę wodoru, reakcję jądrową, która zachodzi w gwiazdach ciągu głównego takich jak Słońce. Pomimo to świecą, głównie dzięki przemianie energii grawitacyjnej w ciepło. Ale za młodu brązowe karły produkują energię również na skutek zamiany deuteru w hel-3.

Jak twierdzą Francesco Palla z Arcetri Astrophysical Observatory we Włoszech i Isabelle Baraffe z Astronomical Research Center of Lyon we Francji, synteza deuteru powinna przyczyniać się do pulsowania brązowych karłów i bardzo mało masywnych czerwonych karłów. Swoje idee zaprezentują w najbliższym wydaniu „Astronomy and Astrophysics”.

Deuter spala się w niższej temperaturze niż zwykły wodór, co wyjaśnia dlaczego nawet brązowe karły są w stanie zainicjować tą reakcję. Ale synteza deuteru jest nadwyraz czuła na temperaturę gwiazdy. Ilość wydzielanej energii jest proporcjonalna do dwunastej potęgi temperatury gwiazdy, więc podwojenie temperatury zwiększa ilość energii ponad 4000 razy.

To właśnie czułość na zmianę temperatury może wywołać pulsowanie gwiazd o masie moniżej jednej dziesiątej masy Słońca. Małe fluktuacje temperatury mogą powodować rytmiczne zwiększanie i zmniejszanie się takich gwiazd. Przy dużej temperaturze, gwiazda o mniejszych rozmiarach wydziela większą ilość energii, co powoduje jej rozdęcie oraz ochłodzenie. To powoduje zmniejszenie wydzielanej energii i zapadanie się gwiazdy, przy jednoczesnym zwiększaniu temperatury. Ten cykl powtarza się.

Najlepiej znanymi gwiazdami pulsującymi są cefeidy, żółte nadolbrzymy, które rozdymają się i kurczą w cyklu dziennym, tygodniowym, a nawet miesięcznym, powodując wzrost i spadek jasności w tym samym rytmie. Im większa i jaśniejsza jest cefeida, tym okres pulsacji jest większy, dzięki czemu możemy poznać jasność absolutną takiej gwiazdy, a zatem odległość do niej.

Brązowe karły powinny pulsować szybciej niż cefeidy. Ale tak jak w poprzednim przypadku, im cięższa jest gwiazda tym okres jej zmian będzie dłuższy. Palla i Baraffe obliczyli, że brązowy karzeł o masie jednej pięćdziesiątej masy Słońca będzie pulsował raz na godzinę, a cykl pięciokrotnie cięższego czerwonego karła będzie trwał 5 godzin.

Gwiazdy powinny pulsować jedynie za młodu. Jest tak, ponieważ deuter jest na tyle rzadki, że gwiazdy dość szybko wykorzystają jego zapas. Brązowy karzeł o masie 0.02 mas Słońca wykorzysta zapas deuteru w ciągu 20 milionów lat, podczas gdy czerwonemu karłowi (1/10 masy Słońca) tego izotopu wodoru starczy jedynie na 2.5 miliona lat. Zatem astronomowie poszukujący pulsujących brązowych karłów swoją uwagę powinni skupić na młodych gwiazd, na przykład tych występujących w konstelacjach Oriona, Byka, czy Kameleona.

Intrygująco, według Palla and Baraffe, wypadają wyniki obserwacji gromady wokół gwiazdy Sigma Orionis tuż opodal Mgławicy Koński Łeb. Jasność dwóch gwiazd z gromady w wieku 3 milionów lat, oscyluje w tempie raz na trzy godziny. Inna gwiazda gromady ma okres około 2 godzin, a jeszcze inna ma okres równy 46 minut. Ponadto, masę ostatniej z gwiazd, o nazwie Sigma Orionie 45, oszacowano na 1/50 masy Słońca.