Astronomisch Nieuws

Oude bruine dwerg in de omgeving van de Zon gevonden

Inhoudsopgave

WISE 1810055-1010023 (WISE 1810) is een metaalarme bruine dwerg van ongeveer 10 miljard jaar oud die 29 lichtjaar van ons is verwijderd.

Oude bruine dwerg in de omgeving van de Zon gevonden
Afbeeldingen van WISE 1810 van de IKIDSS Galactic Plane Survey (links) en NOT ALFOSC (rechts. Het object is aangeduid met een rode pijl. Noord is boven en oost is links. Iedere afbeelding heeft een doorsnede van ongeveer 80 boogseconden. Credit: Lodieu et al., doi: 10.1051/0004-6361/202243516.

Bruine dwergen zijn koele, zwakke objecten met een grootte tussen die van een gasreus, zoals Jupiter of Saturnus, en die van een zonachtige ster.

Deze objecten, die soms mislukte sterren worden genoemd, zijn te klein om waterstoffusiereacties in hun kern te ondersteunen, maar ze hebben desondanks sterachtige kernmerken.

Meestal hebben ze massa’s tussen 11-16 * Jupiter (de geschatte massa waarbij deuteriumfusie kan worden volgehouden) en 75-80 * Jupiter (geschatte massa om waterstoffusie in stand te houden).

Het vinden van bruine dwergen van verschillende leeftijden en metaalsoorten is van cruciaal belang om hun evolutionaire fases te volgen en de processen van hun ontstaan te begrijpen.

In 1995 werd de ontdekking van de eerste twee bruine dwergen aangekondigd en sindsdien is het veld aanzienlijk gegroeid met duizenden van dergelijke objecten. Ze vertonen een breed scala aan fysieke eigenschappen: massa, leeftijd, atmosferische samenstelling. Desalniettemin blijven metaalarme dwergen op of onder de grens voor waterstofverbranding nog steeds schaars.

Volgens Dr. Nicolas Lodieu, astronoom van het Instituto de Astrofisica de Canarias en het Departemento de Astrofysica van de Universidad de La Laguna en hoofdauteur van het artikel bestaat onze onmiddellijke omgeving op een kosmische schaal uit slechts een paar honderd sterren en bruine dwergen met hun eigen planetaire systemen.

In tegenstelling tot sterren hebben bruine dwergen niet genoeg massa om kernfusie van waterstof, de energiebron van sterren zoals de Zon, in stand te houden en dus worden ze na verloop van tijd zwakker.

Vanwege hun lage helderheid en energie zijn ze erg moeilijk te detecteren. Hun onderzoek is echter essentieel om de processen van ster- en planeet vorming te begrijpen.

Met behulp van de OSIRIS-, EMIR- en HiPERCAM-instrumenten op de Gran Telescopio Canarias, het ALFOSC-instrument op de Telescopio Optico Nordico en het Omega200-instrument op de Calar Alto Sterrenwacht hebben astronomen WISE 1810 bestudeerd. Dit is een kandidaat metaalarme bruine dwerg die in 2020 werd gevonden.

Kenmerken

Dit type bruine dwerg heeft een atmosfeer zonder elementen als koolstof en stikstof, aldus de onderzoekers. Ze vonden dat WISE 1810 een temperatuur heeft van 525 °C., een helderheid van een miljoenste van de Zon en een massa in de range van een bruine dwerg.

WISE 1810 heeft een zeer eigenaardige fotometrische en spectroscopische eigenschappen die nieuw onderzoek vereisen. Geen van de huidige atmosferische modellen kan het licht reproduceren dat door dit eigenaardige object over een breed golflengtebereik wordt uitgezonden.

De onderzoekers konden op nabij-infrarode golflengtes geen sporen van methaan en ammoniak zien. Hieruit leidden ze, weliswaar met een hele grote onzekerheid, af dat de atmosfeer ongeveer 3% van de chemische samenstelling van de Zon heeft.

Het is voor het eerst dat het bestaan van zulke metaalarme, zwakke objecten in ons sterrenstelsel is bevestigd.

WISE 1810 is een waterdampwereld want stoom en moleculaire waterstof zijn de enige kenmerken die de onderzoekers kunnen zien in de spectrale energieverdeling van het object.

Toekomstige waarnemingen kunnen bevestigen dat dergelijke soorten bruine dwergen vaker voorkomen dan men dacht en dat kan de kijk op het ontstaan van sterren en bruine dwergen in het jonge Melkwegstelsel veranderen.

Een artikel over de bevindingen wordt in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics gepubliceerd.

Artikel: N. Lodieu et al. 2022. Physical properties and trigonometric distance of the peculiar dwarf WISE J181005.5-101002.3. A&A 663, A84; doi: 10.1051/0004-6361/202243516

Eerste publicatie: 23 juli 2022
Bron: Sci-News