Webb detecteert zand in wolken van nabije bruine dwerg
Met behulp van spectrale gegevens van de James Webb Space Telersscope hebben astronomen bewijs gevonden voor silicaatwolken maar ook water, methaan, koolstofmonoxide, koolstofdioxide, natrium en kalium in de atmosfeer van de jonge bruine dwerg VHS J125601.92-125723.9b (VHS J1256b).
VHS J1256 is een drievoudig systeem van bruine dwergen dat ongeveer 72 lichtjaar van ons is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Raaf – Corvus.
Het systeem is ook bekend als TIC 2470992 en SIPS J1256-1257/ de leeftijd van het systeem wordt geschat op 140 miljoen jaar en het bestaat uit de bruine dwerg VHS J1256AB en een ver verwijderde begeleider VHS 1256b.
De dubbele bruine dwerg heeft een massa van 73 * Jupiter en is ongeveer 11 tot 19 keer zwaarder dan Jupiter. De begeleider draait op een afstand van 150 Astronomische Eenheden om VHS J1256AB. De begeleider is in 2015 gevonden en heeft een straal van 1,27 * Jupiter en een effectieve temperatuur van 1100 Kelvin.
In een nieuw onderzoek, uitgevoerd door astronoom Brittany Miles en haar collega’s van de universiteit van Californië, werd een gedetailleerd spectrum opgenomen van VHS 1256b.
Het licht dat van een exo-planeet wordt waargenomen bevat informatie over de samenstelling van de planeet, de atmosfeer en andere belangrijke fysische eigenschappen. Uit deze informatie kan worden afgeleid hoe de planeet is ontstaan en geëvolueerd. Verschillende delen van het spectrum van de planeet bevatten verschillende informatie.
Een 1000 Kelvin gasreus exoplaneet of een meer massieve bruine dwerg tegenhanger vertoont in het zichtbare deel van het spectrum alkali-lijnen die informatie bevatten over de metalliciteit en de oppervlaktezwaartekracht. Het nabij infrarode deel van het spectrum bevat water, koolmonoxide en absorptiebanden van methaan die informatie geven over atomaire verhoudingen. Het midden-infrarode deel van het spectrum bevat informatie voer een silicaatfunctie die gebruikt kan worden om de samenstelling van wolken te meten.
Webb biedt astronomen nu de eerste kans om de spectra van bruine dwergen en exoplaneten over hun volledige lichtbereik te onderzoeken.
De spectroscopische waarnemingen van VHS 1256b werden verkregen met de Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) en het Mid-infrared Instrument (MIRI) van de Webb Telescope.
Het spectrum van VHS 1256b heeft een van de hoogste signaal-ruisverhoudingen en is het qua golflengtes het breedste spectrum dat ooit van een bruine dwerg of een exo-planeet met vergelijkbare massa is opgenomen.
Het volledige spectrum van het object vertoont verschillende absorptiekenmerken van atmosferische gassen die eerder zijn waargenomen bij bruine dwergen, evenals nieuwe detecties van methaan, water en koolmonoxide op langere golflengtes. Er is ook bewijs gevonden voor koolstofdioxide.
Ook zijn er rechtstreeks silicaatwolken waargenomen en dat is voor het eerst dat die worden gezien voor een begeleider met de massa van een planeet.
De eigenschappen van VHS 1256b wijzen op een uiterst dynamische atmosfeer waar turbulente convecties zowel de chemie als het opwellen van condenseerbare gassen bepaald. Deze vormt afzonderlijke silicaatwolken die de variabiliteit van de planeet beïnvloeden.
Volgens de auteurs van het artikel zijn de resultaten van Webb baanbrekend en ook bereikbaar voor tal van andere nabijgelegen bruine dwergen die in toekomstige waarneemcycli zullen worden waargenomen.
Het onderzoek zal in een van de AAS-tijdschriften worden gepubliceerd.
Artikel: Brittany E. Miles et al. 2022. The JWST Early Release Science Program for Direct Observations of Exoplanetary Systems II: A 1 to 20 Micron Spectrum of the Planetary-Mass Companion VHS 1256-1257b. AAS journals, in press; arXiv: 2209.00620
Eerste publicatie: 10 september 2022
Bron: Sci-News
