Manchmal befinden sich die seltsamsten Sternfunde direkt in unserer eigenen kosmischen Nachbarschaft. Astronomen haben kürzlich eine interessante Entdeckung gemacht, als sie einen neuen Satz Teleskope auf Herz und Nieren geprüft haben: ein verdunkelndes Paar substellarer Brauner Zwerge.
Der Fund ist 2MASSW J1510478-281817, auch als 2M1510 bezeichnet. Das Akronym „2MASS“ in der Bezeichnung bezieht sich auf die 2-Mikron-All-Sky-Vermessung. Das Paar befindet sich 119 Lichtjahre (36,6 Parsec) entfernt im Sternbild Waage der Waage nahe der Grenze zu Lupus dem Wolf.
Die Vermessungsteleskope, die den Fund gemacht haben, sind Teil des Projekts SPECULOOS (Suche nach bewohnbaren Planeten EClipsing ULtra-COOl Stars), einer Batterie von vier Ritchey-Chrétien-Teleskopen mit einem Durchmesser von 1 Meter, die sich im Komplex des Paranal-Observatoriums in Chile befinden. Ein fünftes Gegenstückteleskop namens Artemis auf den Kanarischen Inseln ist Teil der SPECULOOS North-Umfrage.
Die beiden Braunen Zwerge umkreisen sich alle 21 Tage, wobei 2M1510Aa bei 40 Jupitermassen etwas massiver ist als sein Begleiter 2M1510Ab bei schlankeren 39,3 Jupitermassen. Beide sind braune Zwerge vom Typ M und umkreisen ein gemeinsames Schwerpunktzentrum mit einem Abstand von nur 0,063 AE (5,9 Millionen Meilen oder 9,5 Millionen Kilometer).
Ein dritter, moredistanter Brauner Zwerg mit der Bezeichnung 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) ist ebenfalls Teil des komplexen Systems. Dieses dritte Objekt umkreist 250Astronomical Units (AU) vom Primärpaar. Das ist mehr als das Sechsfache der durchschnittlichen Entfernung von der Sonne nach Pluto.
"Das SPECULOOS-Programm sucht nach Exoplaneten, die Sterne mit sehr geringer Masse und braune Zwerge durchqueren, und ein Paar brauner Zwerge direkt nebeneinander am Himmel schien ein gutes Ziel zu sein", sagt Adam Burgasser von der UC San Diego, ein Autor der Studie. "Wir waren überrascht zu entdecken, dass es wirklich drei braune Zwerge waren!"
Der Fund wurde in der jüngsten Zeitschrift von berichtet Natur: Astronomie. Die Forscher verwendeten die vier 8,2-Meter-Instrumente, die das Very Large Telescope bilden, das sich ebenfalls in Cerro Paranal, Chile, in der Atacama-Wüste befindet, und den Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSPEC), der sich am Keck-Observatorium auf dem Gipfel von Mauna Kea in Hawaii befindet finden. Beide sind ausgestattet, um Geschwindigkeiten im Infrarot zu messen, dem Band, in dem braune Zwerge ihren Höhepunkt erreichen. Das beobachtete Finsternisereignis dauerte etwa 90 Minuten.
"Es ist (2M1510) Teil der SPECULOOS-Zielliste, die alle ultrakühlen Zwerge enthält, deren Entfernung kleiner als 40 Parsec ist, gemessen vom Gaia-Satelliten, und deren Radius kleiner als 0,15 Sonnenradien ist", sagt Michaël Gillon (Universität Lüttich, Belgien). . "Mit SPECULOOS sollten wir in den nächsten Jahren mehrere ähnliche Systeme entdecken, einschließlich neuer potenziell bewohnbarer erdgroßer Planeten, die sich für eine detaillierte atmosphärische Charakterisierung mit James Webb eignen."
Braune Zwerge besetzen die Zone zwischen vollwertigen Sternen mit der 80-fachen Masse des Jupiters (7,7% der Masse der Sonne) und 13 Jupitermassen. Das 2M1510-Paar sind beide braune Zwerge vom Typ M, die einen Raum genau in der Mitte dieses Massenbereichs einnehmen. Obwohl braune Zwerge nicht massiv genug sind, um eine vollständige Fusion über die Proton-Proton-Kette wie rote Zwergsterne aufrechtzuerhalten, können sie mit einer Deuterium-Fusion von geringer Qualität an ihren Kernen langsam köcheln. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur für einen M-Zwerg beträgt 2.600 Kelvin (2.300 Grad Celsius).
Obwohl braune Zwerge schwache Ziele sind, sind sie wahrscheinlich auch eines der häufigsten Objekte im Universum.
Die Entdeckung stellt nur das zweite bekannte Paar verdunkelnder Brauner Zwerge dar. Das erste ist das aufgelöste Paar 2MASS J05352184-0546085AB in der OrionNebula, ein relativ junges Paar mit einem geschätzten Alter von nur einer Million Jahren.
Ein weiteres faszinierendes Paar brauner Zwerge wurde 2003 gefunden, das den Hauptsequenzstern Epsilon Indi umkreist.
Die SPECULOOS-Umfrage wird sich auf das Zielen von Exoplaneten in den bewohnbaren Zonen kühler Zwergsterne spezialisieren. Ein solcher Zwergstern mit Exoplaneten namens TRAPPIST-1 wurde 2015 in den Nachrichten groß geschrieben, und solche „Mini-Sonnensysteme“ sind im Kosmos möglicherweise weit verbreitet.
„2M1510 wurde im Rahmen des Inbetriebnahmeprogramms von SPECULOOS beobachtet“, sagt Burgasser. „Jetzt sind die Teleskope in Betrieb und das Team überwacht mehrere massearme Sterne und braune Zwerge, um nach durchgehenden Exoplaneten zu suchen. Wir verfolgen auch einige der Exoplaneten-Kandidatensysteme, die von der TESS-Mission (Transiting Exoplanet Survey Satellite) entdeckt wurden. Immer wenn wir das Universum neu betrachten können, entdecken wir oft etwas Aufregendes oder Unerwartetes. “
2M1510 ist auch Mitglied der Argus Moving Group of Stars. Diese 45 Millionen Jahre alte Gruppe relativ junger Sterne wurde 2018 entdeckt. Die Mitgliedschaft in einer Sternvereinigung oder einer sich bewegenden Gruppe wird von Sternen verraten, die eine gemeinsame Eigenbewegung über den Himmel teilen. Die Hyaden im Sternbild Stier sind eine berühmte Sternvereinigung in der Nähe, ebenso wie die Ursa Major Moving Group, die die meisten Sterne des Big Dipper-Asterismus enthält.
Die Entdeckung ist wichtig, da nicht nur die Zugehörigkeit des Paares der Braunen Zwerge als Teil der Argus Moving Group das Alter des Paares festlegt, sondern auch ihre physische Assoziation sowie die Tatsache, dass sie sich entlang unserer Sichtlinie gegenseitig in den Schatten stellen, dies ermöglichen Astronomen, um die beiden in Bezug auf die Masse weiter zu charakterisieren. Es wird angenommen, dass substellare Braune Zwerge wie das 2M1510-Paar massiven Exoplaneten sehr ähnlich sind.
Diese faszinierende Entdeckung ermöglicht es Forschern, nicht nur große Massexoplaneten zu charakterisieren, sondern auch Modelle dafür zu erstellen, wie sich braune Zwerge entwickeln und abkühlen.
„Unsere Messungen zeigen, dass Masse, Radius und Alter sehr gut durch Modelle erklärt werden, deren Fundament 30 Jahre alt ist“, sagt Amaury Triaud von der Universität Birmingham, Hauptautor der Studie. „Das ist bemerkenswert. Es zeigt uns auch, dass die Leuchtkraft von Braunen Zwergen im Vergleich zu Modellen etwas abnimmt. Wir wissen jetzt, dass die Modelle sehr gut sind, aber dass wir sie noch verbessern müssen. “
Es wäre neugierig, ein solches Paar aus der Nähe zu sehen: In unserem Sonnensystem gibt es kein Analogon für einen Braunen Zwerg. Es wird interessant sein zu beobachten, welche weiteren Entdeckungen in naher Zukunft aus der SPECULOOS-Umfrage hervorgehen werden.
-Leitender Bildnachweis: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.
