Astronomen vinden vijf objecten op de grens van bruine dwerg en ster
Gebruikmakende van gegevens van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA en telescopen op de grond hebben astronomen vijf transiterende begeleiders gevonden die in nauwe banen om de hoofdreekssterren TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 en TOI-1213 draaien. Alle vijf deze begeleiders zitten qua massa op de grens van waterstofontbranding.
Bruine dwergen zijn koele, zwakke objecten die een massa hebben tussen een gasreus zoals Jupiter en Saturnus, en sterren met een lage massa.
Ze worden soms mislukte sterren genoemd want ze zijn te klein om kernfusie van waterstof in hun binnenste op gang te houden terwijl ze toch veel kenmerken hebben van gewone sterren.
In definities wordt vaak gezegd dat ze een massa van minimaal 13 * Jupiter moeten hebben want bij ongeveer die massa kan er kernfusie van deuterium in de kern plaatsvinden. Als bovengrens wordt vaak een massa van 80 * Jupiter gehanteerd want bij ongeveer die grens is er voldoende massa om waterstofkernen te fuseren tot heliumkernen.
Het zijn geen scherpe grenzen want de precieze massa’s waarbij deuterium- en waterstoffusie plaatsvindt zijn ook afhankelijk van de chemische samenstelling van het object.
Een bepalend kenmerk van bruine dwergen is dat ze weinig (< 1%) voorkomen in nauwe banen (< 5 Astronomische Eenheden) rond hoofdreekssterren in vergelijking met reuzenplaneten. Astronomen noemen dit de “bruine dwergenwoestijn”.
Astronomen weten nog niet precies waar de massalimieten van bruine dwergen liggen, limieten waarmee ze te onderscheiden zijn van sterren met een lage massa die vele miljarden jaren waterstof kunnen verbranden terwijl een bruine dwerg een kort brandstadium zal hebben en dan een kouder leven.
Deze limieten zijn namelijk sterk afhankelijk van de chemische samenstelling van de bruine dwerg, de manier waarop die bruine dwerg is ontstaan en zijn oorspronkelijke straal.
In het nieuwe onderzoek werden vijf transiterende bruine dwergen gevonden en gekarakteriseerd. Deze objecten draaien rond de sterren TOI-148 (ook bekend als UCAC4 260-199322), TOI-587 (HD 74162), TOI-681 (TYC 8911-00495-1), TOI-746 (TYC 9177-00082-1) en TOI-1213 (TYC 8970-00020-1).
Deze objecten , TOI-148b, TOI-587b, TOI-681b, TOI-746b, and TOI-1213b, hebben baanperiodes tussen 4,8 en 27,2 dagen een massa tussen 77 en 98 * Jupiter en een straal tussen 0,81 en 1,66 * Jupiter.
Hun massa’s bevinden zich in de buurt van de onzekere ondergrens voor de fusie van waterstof (73 – 96 Jupitermassa’s) die bruine dwergen onderscheidt van sterren met een lage massa.
Volgens de huidige theorieën zouden bruine dwergen na verloop van tijd krimpen als ze hun deuteriumreserves verbranden en afkoelen. De astronomen ontdekten dat de twee oudste objecten, TOI-148b en TOI-746b, een kleinere straal hebben terwijl de twee jongere begeleiders een grotere straal hebben.
Maar zelfs met deze extra objecten hebben astronomen nog te weinig informatie om definitieve conclusies te trekken over de verschillen tussen bruine dwergen en sterren met een lage massa. Er is nog steeds verder onderzoek nodig om meer te weten te komen.
De resultaten van het onderzoek zijn verwerkt tot een artikel dat in Astronomy & Astrophysics is verschenen.
Eerste publicatie: 29 augustus 2021
Bron: Sci-News
