Je pizzaoven wordt heter dan deze ster
Kernfusie is wat sterren van planeten onderscheidt. Sterren zijn massief genoeg om waterstof in hun kernen te laten samensmelten, terwijl planeten dat niet zijn. Maar tussen deze twee categorieën zitten bruine dwergen, die enorm genoeg zijn om wat kernfusie te ervaren, alleen geen waterstof. De grootste van hen zijn heet en sterachtig. De kleinste zijn amper warm genoeg om een pizza te bakken.
De kleinste waterstoffusiesterren staan bekend als rode dwergen. Ze staan bekend als M-type dwergen en hun minimale massa is ongeveer 79 Jupitermassa’s. Rode dwergen rond deze massa zijn ongeveer zo groot als Jupiter maar ze hebben een grotere dichtheid. Ze zijn ook veel heter, met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 2800 Kelvin, vergeleken met de kille 165 Kelvin van Jupiter.
Tussen 65 en 78 Jupitermassa’s is de centrale kern van een object voldoende om lithium te fuseren. Onder 65 Jupitermassa’s maar boven ongeveer 13 Jupitermassa’s is er genoeg massa om deuterium te fuseren. Geen van beide produceert veel warmte dus bruine dwergen zijn niet helder in het zichtbare spectrum. Dus astronomen categoriseren ze op basis van hun infraroodspectrum.
De warmste bruine dwergen staan bekend als L-type, met oppervlaktetemperaturen tussen 1300 en 2000 Kelvin. Dan zijn er T-type dwergen met temperaturen tussen 700 en 1300 Kelvin en Y-dwergen met temperaturen tussen 300 en 700 Kelvin. Aan het koelste uiteinde van bruine dwergen lijkt het een beetje dom om ze als sterachtige objecten te behandelen. Een object kleiner dan Jupiter met een oppervlaktetemperatuur die koeler is dan een warme zomerdag lijkt immers nauwelijks op een ster. Moeten we deuteriumfusie dan echt een afkappunt maken voor bruine dwergen? Waarom noem je ze niet gewoon planeten? Zelfs een planeet als de Aarde wordt immers gedeeltelijk verwarmd door nucleair verval. Het is ook moeilijk om een nauwkeurige massa te verkrijgen voor kleine bruine dwergen, waardoor het moeilijk is om te bepalen aan welke kant ze vallen op de massagrens voor bruine dwergen.
Een alternatieve benadering is om te kijken of ze te zien zijn op radiogolflengten. Echte sterren stralen veel radiolicht uit. Ze hebben sterke magnetische velden en dichte plasma’s waardoor ze radio-helder zijn. Koele bruine dwergen daarentegen stralen niet veel radiolicht uit. In dit opzicht zijn ze als grote planeten, die meestal alleen infrarood uitstralen. Er zijn planeten als Jupiter die wat radiolicht uitzenden als gevolg van aurora’s, maar niet als een algemeen object. Dus wat als de grens voor een sterachtig object is of ze veel radiolicht uitzenden?
Het blijkt dat een radio-heldere bruine dwerg nog steeds best koel kan zijn. Astronomen hebben onlangs radio-emissies waargenomen van een bruine dwerg met de ongemakkelijke naam WISE J062309.94?045624.6. Het is een bruine dwerg van het T-type met een massa van ongeveer 40 Jupiters en een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 700 Kelvin, oftewel 425 °C. dat is naar menselijke maatstaven behoorlijk heet, maar ronduit koel in vergelijking met de 5700 Kelvin van de Zon.
Astronomen weten niet zeker hoe zo’n koel object radiolicht kan genereren, maar een sterke mogelijkheid is een combinatie van een sterk magnetisch veld en snelle rotatie. Dit zou een soort dynamo-effect kunnen genereren dat uitbarstingen van radiolicht zou uitzenden. Dit is slechts een eerste voorbeeld van een radio-heldere ultra-koele bruine dwerg. Als we andere vergelijkbare sterren kunnen vinden zouden we het mechanisme achter hun radiostraling moeten kunnen begrijpen.
Artikel: Reference: Rose, Kovi, et al. “Periodic Radio Emission from the T8 Dwarf WISE J062309. 94–045624.6.” The Astrophysical Journal Letters 951.2 (2023): L43.
Eerste publicatie: 18 juli 2023
Bron: UniverseToday
