Noen ganger er de merkeligste stjernefunn rett i vårt eget kosmiske nabolag. Astronomer gjorde nylig en interessant oppdagelse mens de satte et nytt sett med teleskoper gjennom tempoene sine: et formørkende par med stjernestjerne brune dverger.
Funnet er 2MASSW J1510478-281817, også referert til som 2M1510. '2MASS' akronymet i betegnelsen refererer til 2-Micron All-Sky Survey. Paret ligger 119 lysår (36,6 parsek) fjernt i stjernebildet Libra the Scales, nær grensen til Lupus the Wolf.
Undersøkelsesteleskopene som gjorde funnet er en del av SPECULOOS (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-COOl Stars) -prosjektet, et batteri på fire 1-meter lange Ritchey-Chrétien-teleskoper som ligger ved Paranal Observatory-komplekset i Chile. Et femte motstykketeleskop ved navn Artemis som ligger på Kanariøyene er en del av undersøkelsen SPECULOOS Nord.
De to brune dvergene går i bane rundt hverandre en gang hver 21. dag, med 2M1510Aa den litt mer massive av de to ved 40 Jupiter-masser, sammenlignet med kameraten 2M1510Ab, i en slakere 39,3 Jupiter-masse. Begge er brune dverger av M-type, og kretser rundt et gjensidig barycenter bare 0,063 AU (5,9 millioner miles eller 9,5 millioner kilometer) fra hverandre.
En tredje, moredistant brun dverg betegnet 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) er også en del av det komplekse systemet. Dette tredje objektet går i bane rundt 250Astronomical Units (AU) fra det primære paret. Det er over seksti ganger den gjennomsnittlige avstanden fra solen til Pluto.
"SPECULOOS-programmet leter etter eksoplaneter som transiterer veldig lavmassestjerner og brune dverger, og et par brune dverger rett ved siden av hverandre på himmelen virket som et godt mål," sier Adam Burgasser fra UC San Diego, en forfatter på studere. "Vi ble overrasket over å oppdage at det egentlig var tre brune dverger!"
Funnet ble rapportert i det nylige tidsskriftet av Natur: Astronomi. Forskere brukte de fire 8,2 meter høye instrumentene som danner Very Large Telescope, som også ligger i Cerro Paranal, Chile i Atacama-ørkenen og den nærinfrarøde spektrografen (NIRSPEC) som ligger ved Keck-observatoriet på toppen av Mauna Kea på Hawaii for å bekrefte finne. Begge er utstyrt for å måle hastigheter i det infrarøde, båndet der brune dverger topper seg. Den observerte formørkelseshendelsen varte i omtrent 90 minutter.
“Det er (2M1510) en del av SPECULOOS-mållisten som inneholder alle ultracool dverger hvis avstand er mindre enn 40 parsec målt ved Gaia-satellitten og hvis radius er mindre enn 0,15 solradius,” sier Michaël Gillon (University of Liège, Belgia) . "Med SPECULOOS bør vi oppdage flere lignende systemer i løpet av de neste årene, inkludert nye potensielt beboelige jordstore planeter som er godt egnet for detaljert atmosfærisk karakterisering med James Webb."
Brune dverger okkuperer sonen mellom fullverdige stjerner med 80 ganger massen til Jupiter (7,7% solens masse), og 13 Jupiter-masser. 2M1510-paret er begge brune dverger av M-type, og opptar et rom midt i midten av dette massespekteret. Selv om brune dverger ikke er massive nok til å opprettholde fullverdig fusjon via proton-proton-kjeden som røde dvergstjerner, kan de fortsatt sakte småkoke ved å bruke deuterium-fusjon av lav kvalitet ved kjernene. Gjennomsnittlig overflatetemperatur for en M-dverg er 2600 Kelvin (2300 grader celsius).
Selv om brune dverger er svake mål, er de sannsynligvis også et av de vanligste objektene i universet.
Funnet representerer bare det andre slike eklipsingbrune dvergparet som er kjent. Først er det løste paret 2MASS J05352184-0546085AB i OrionNebula, et relativt ungt par på bare anslagsvis en million år gammel.
Et annet spennende brunt dvergpar ble funnet i 2003 som gikk i bane rundt hovedsekvensstjernen Epsilon Indi.
SPECULOOS-undersøkelsen vil spesialisere seg i å målrette eksoplaneter i de beboelige sonene til kule dvergstjerner. En slik dvergstjerne som rommer eksoplaneter ved navn TRAPPIST-1, brøt stort med i nyhetene i 2015, og slike ‘mini-solsystemer’ kan være vanlig i kosmos.
"2M1510 ble observert som en del av SPECULOOSs igangkjøringsprogram," sier Burgasser. Nå er teleskopene i gang, og teamet overvåker flere lavmasse stjerner og brune dverger for å søke etter transoplaneter. Vi følger også opp (på) noen av kandidatens exoplanet-systemer oppdaget av TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Når vi er i stand til å se på universet på en ny måte, oppdager vi ofte noe spennende eller uventet. ”
2M1510 er også medlem av Argus Moving Group of stars. Denne 45 millioner år gamle klyngen av relativt unge stjerner ble oppdaget i 2018. Medlemskap i en stjerneforening eller bevegelig gruppe blir forrådt av stjerner som deler en felles ordentlig bevegelse over himmelen. Hyades i stjernebildet Tyren er en berømt stjerneforening i nærheten, og det samme er Ursa Major Moving Group, som inneholder de fleste av stjernene i Big Dipper-asterismen.
Oppdagelsen er viktig fordi ikke bare medlemskapet i det brune dvergparet som en del av Argus Moving Group reduserer parets alder, men deres fysiske tilknytning, sammen med det faktum at de gjensidig formørkelse langs vår siktlinje, tillater det. astronomer for å karakterisere de to ytterligere med tanke på masse. Understjernebrune dverger som 2M1510-paret antas å være veldig lik massive eksoplaneter.
Denne spennende oppdagelsen gjør at forskere ikke bare kan karakterisere store massexoplaneter, men sette modeller av hvordan brune dverger utvikler seg og er kule til tetest.
"Våre målinger forteller oss at massen, radius og alder er veldig bra forklart av modeller med grunnlag av 30 år," sier Amaury Triaud ved University of Birmingham, hovedforfatter på studien. “Dette er oppsiktsvekkende. Det forteller oss at lysstyrken til brune dverger er litt av sammenlignet med modeller. Så nå vet vi at modellene er veldig gode, men at vi fortsatt trenger å gjøre dem bedre. ”
Det ville være nysgjerrig å se et slikt par på nært hold: det finnes ingen analog for en brun dverg i solsystemet vårt. Det vil være interessant å se hvilke andre funn som kommer ut av SPECULOOS-undersøkelsen i løpet av en nær fremtid.
-Led billedkreditt: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.
