Astronomisch Nieuws

Directe opname van een nieuw ontdekte bruine dwerg gemaakt

Rechtstreekse opname van een bruine dwerg
Directe opname van HD 33632. De begeleider (gemarkeerd als “b”) bevindt zich op een afstand van ongeveer 20 Astronomische Eenheden van zijn ster (bij het witte kruis). Deze afstand is vergelijkbaar met de afstanden van Uranus en Neptunus tot de Zon in ons eigen zonnestelsel. Credit: W.M. Keck sterrenwacht.

Astronomen hebben met behulp van twee sterrenwachten op Mauna Kea in Hawaï (de Subaru telescoop en de W.M. Keck telescoop) een belangrijke bruine dwerg gevonden in een baan om een zonachtige ster die slechts 86 lichtjaar verwijderd is van de Aarde. De opname is belangrijk omdat ze als referentiepunt gebruikt kan worden bij het begrijpen van de eigenschappen van de eerste direct waargenomen exoplaneten.

De Subaru telescoop was de eerste die het object ontdekte en er opmerkelijk scherpe opnames van wist te maken. Het onderzoeksteam voerde vervolgwaarnemingen uit met de Subaru en de Keck telescoop werd ingezet om infrarood opnames te maken. De Keck werd ook gebruikt ter bevestiging dat het object een begeleider is van de ster HD 33632 Aa en niet een losse achtergrondster. Gecombineerd met astrometrische gegevens van de Gaia ruimtetelescoop berekenden de onderzoekers de massa van het object op ongeveer 46 Jupiters.

De bruine dwerg is HD 33632 Ab gedoopt en het is een van de weinige bekende objecten die om een ster draaien die een tweeling kon zijn van onze Zon en op een afstand die ook in ons zonnestelsel voorkomt. De afstand van de bruine dwerg tot zijn moederster bedraagt ongeveer 20 Astronomische Eenheden en dat komt overeen met de afstand Zon – Neptunus.

Het onderzoek werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters.

Bruine dwergen zijn een klasse objecten die kleiner zijn dan sterren maar massiever dan reuzenplaneten zoals Jupiter. Ze worden mislukte sterren genoemd omdat ze onvoldoende massa hebben om kernfusie in hun kernen te doen ontbranden en te schijnen als echte sterren.

Het team maakte foto’s van het HD 33632-systeem en gebruikte daarbij krachtige adaptieve optiek. Bij adaptieve optiek worden atmosferische verstoringen die leiden tot een vervaging van de beelden verwijderd met als resultaat veel scherpere beelden.

De gegevens van de Subaru telescoop toonden aan dat de atmosfeer van de bruine dwerg mogelijk water en koolmonoxide bevat.

Dankzij de ongelooflijk scherpe beelden is niet alleen HD 33632 Ab zichtbaar maar kunnen er ook zeer nauwkeurige positiemetingen worden uitgevoerd en kan ook het spectrum goed worden bekeken. Dit spectrum kan astronomen meer vertellen over de eigenschappen van de atmosfeer van de bruine dwerg.

HD 33632 Ab kan ook leiden tot nieuwe inzichten in de atmosfeer van de planeten in het HR 8799-systeem. Dit is het eerste extra-solaire systeem dat rechtstreeks is gefotografeerd. Temperaturen komen overeen maar HR 8799 is wel ouder, heeft een grotere massa en een sterkere aantrekkingskracht.

Dankzij de gegevens van de thermische infraroodcamera NIRC2 van de W.M. Keck telescoop konden de onderzoekers beter begrijpen hoe de atmosfeer van HD 33632 Ab is te vergelijken met die van de eerste direct in beeld gebrachte exoplaneten HR 8799 bcde die ook gedeeltelijk door de Keck werden gevonden.

Door het bestuderen van HD 33632 Ab en de exoplaneten van HR 8799 hopen astronomen meer te weten te komen over hoe de atmosferische omstandigheden van planeten en bruine dwergen verband houden met de diversiteit van hun leeftijd en samenstellingen zoals massa, temperatuur en chemische eigenschappen.

Artikel: Thayne Currie et al. SCExAO/CHARIS Direct Imaging Discovery of a 20 au Separation, Low-mass Ratio Brown Dwarf Companion to an Accelerating Sun-like Star, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/abc631

Eerste publicatie: 15 december 2020
Bron: W.M. Keck Observatory