Astronomen maken eerste directe opname van bruine dwerg in de Hyaden

Een team van astronomen van de W.M. Keck sterrenwacht en de Subaru Telescope, beiden op Hawaï, hebben een bruine dwerg gefotografeerd die in een baan om HIP 21152, een jonge zonachtige ster in de Hyaden draait.

De bruine dwerg in de Hyaden
Vier directe beelden van de bruien dwerg HIP 21152 B, vastgelegd met behulp van de Subaru-telescoop en de Keck sterrenwacht. De gastheerster is gemaskeerd in de afbeeldingen (zoals aangegeven door de gele sterpictogrammen) en zijn begeleidende bruine dwerg is omcirkeld. Credit: M. Kuzuhara et al./W. M. Keck Observatory/Subaru Telescope

De Hyaden is een open sterrenhoop die slechts 150 lichtjaar van ons is verwijderd. Het is de meest nabije sterrenhoop die we met het blote oog kunnen zien. De V-vormige groep bevindt zich in het sterrenbeeld Stier – Taurus. Omdat deze groep jonge sterren ongeveer op dezelfde tijd is geboren heeft de sterrenhoop de aandacht van astronomen getrokken als interessant doelwit voor het bestuderen van de evolutie van sterren en planeten.

De nieuw gevonden bruine dwerg in deze groep, HIP 21152 b genoemd, is de eerste bevestigde substellaire begeleider van een hoofdreeksster in de Hyaden die rechtstreeks is waargenomen. De massa van der bruine dwerg komt overeen met die van een gigantische planeet: 22 – 36 Jupitermassa’s.

Volgens onderzoeker Masayuki Kuzuhara van het Astrobiology Center en hoofdauteur van het artikel kan dit resultaat een belangrijke aanwijzing zijn om de atmosferen van gigantische planeten en bruine dwergen te begrijpen op basis van hoe en wanneer ze atmosferische kenmerken vertonen die vergelijkbaar zijn met die van planeten van het HR 8799-systeem en HIP 21152 B. “De verwachting is dat HIP 21152 B een belangrijke rol zal spelen als maatstaf voor toekomstige vooruitgang in de astronomie en planetaire wetenschap.

Het onderzoek, geleid door het Astrobiology Centre van de National Institutes of Natural Sciences (NINS) en het National Observatory of Japan (NAOJ) is gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

Bruine dwergen hebben massa’s die tussen een planeet en een ster vallen; ze zijn massiever dan planeten maar niet zo massief als sterren. Deze substellaire objecten zijn nuttig voor het bestuderen van de evolutie en atmosferen van gigantische planeten omdat wordt verwacht fat Jupiterachtige planeten en lichtere bruine dwergen vergelijkbare kenmerken hebben.

Bruine dwergen zwerven alleen door de ruimte of draaien rond sterren. Hoewel er duizenden bruine dwergen zijn gevonden sinds de eerste ontdekking in 1995 zijn bruine dwergen, met een frequentie van slechts enkele per 100 sterren, van het begeleidende type zeldzaam,. Om deze reden hebben astronomen geprobeerd een efficiënte manier te vinden om begeleidende bruine dwergen te vinden.

Het team heeft de massa van HIP 21152 B afgeleid door zijn baan te berekenen met behulp van in totaal vier directe beelden die zijn vastgelegd met het Extreme Adaptive Optics-system van de Subaru Telescope en de Coronographic High Angular Resolution Imaging Spectrograph, ook van de Subaru en de adaptieve optica en de Keck sterrenwacht met zijn tweede generatie nabij-infraroodcamera.

De onderzoekers verkregen ook spectra van de bruine dwerg die laten zien dat de atmosfeer van HIP 21152 B overgaat van een “Type L” naar een “Type T” bruine dwerg. Dit betekent dat de bruine dwerg koeler wordt met een temperatuur van 1200 – 1300 Kelvin.

Interessant is dat de bruine dwerg een vergelijkbaar spectrum heeft als het beroemde HR 8799-systeem, het eerste exoplanetaire systeem waarvan de foto is gemaakt met behulp van de Keck sterrenwacht en de Gemini sterrenwacht. Beiden bevinden zich op Mauna Kea, Hawaï,

Artikel: Masayuki Kuzuhara et al, Direct-imaging Discovery and Dynamical Mass of a Substellar Companion Orbiting an Accelerating Hyades Sun-like Star with SCExAO/CHARIS*, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac772f

Eerste publicatie: 24 januari 2023
Bron:  W.M. Keck Sterrenwacht