Manchmal befinden sich die seltsamsten Sternfunde direkt in unserer eigenen kosmischen Nachbarschaft. Astronomen machten kürzlich eine interessante Entdeckung, als sie eine neue Reihe von Teleskopen auf Herz und Nieren prüften: an verdunkelndes Paar von substellaren Braunen Zwergen.
Der Fund ist 2MASSW J1510478-281817, auch als 2M1510 bezeichnet. Das Akronym „2MASS“ in der Bezeichnung bezieht sich auf die 2-Micron All-Sky Survey. Das Paar befindet sich 119 Lichtjahre (36,6 Parsec) entfernt im Sternbild Waage der Waage, nahe seiner Grenze zu Lupus dem Wolf.
Die Durchmusterungsteleskope, die den Fund gemacht haben, sind Teil von SPECULOOS (Search for habitable Planets Eclipsing ULtra-COOl Stars), eine Batterie von vier Ritchey-Chrétien-Teleskopen mit einem Durchmesser von 1 Meter, die sich am Paranal-Observatoriumskomplex in Chile befinden. Ein fünftes Gegenstück mit dem Namen Artemis auf den Kanarischen Inseln ist Teil der SPECULOOS North-Durchmusterung.
Die Kuppeln der beiden ersten SPECULOOS-Teleskope am Paranal-Observatorium der ESO. Das VLT ist im Hintergrund sichtbar. Bildnachweis: ESO/G. Lambert.
Die zwei braune zwerge umkreisen einander einmal alle 21 Tage, wobei 2M1510Aa die etwas massivere der beiden bei 40 Jupitermassen ist, im Vergleich zu ihrem Begleiter 2M1510Ab bei magereren 39,3 Jupitermassen. Beide sind Braune Zwerge vom Typ M und umkreisen ein gemeinsames Schwerpunktzentrum nur 0,063 AE (5,9 Millionen Meilen oder 9,5 Millionen Kilometer) voneinander entfernt.
Ein dritter, weiter entfernter Brauner Zwerg mit der Bezeichnung 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) ist ebenfalls Teil des komplexen Systems. Dieses dritte Objekt umkreist bei 250 Astronomischen Einheiten (AE) vom Primärpaar. Das ist mehr als das Sechsfache der durchschnittlichen Entfernung von der Sonne bis zum Pluto.
„Das SPECULOOS-Programm sucht nach Exoplaneten, die sehr massearme Sterne und Braune Zwerge passieren, und ein Paar Brauner Zwerge direkt am Himmel schien ein gutes Ziel zu sein“, sagt Adam Burgasser von der UC San Diego, ein Autor der lernen. „Wir waren überrascht, 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 am Cerro Paranal, Chile, in der Atacama-Wüste befindet, und den Nahinfrarot-Spektrographen (NIRSPEC) am Keck-Observatorium auf dem Gipfel des Mauna Kea auf Hawaii, um die finden. Beide sind ausgestattet, um Geschwindigkeiten im Infraroten zu messen, dem Band, in dem Braune Zwerge ihren Höhepunkt erreichen. Das beobachtete Sonnenfinsternis-Ereignis dauerte etwa 90 Minuten.
Grafiken, die das Ereignis der Verfinsterung des Braunen Zwergs zeigen. Quelle: Triaud et al.
„Es ist (2M1510) Teil der SPECULOOS-Zielliste, die alle ultracoolen 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, darunter neue potenziell bewohnbare erdgroße Planeten, die sich gut für eine detaillierte atmosphärische Charakterisierung mit James Webb eignen.“
Braune Zwerge besetzen die Zone zwischen vollwertigen Sternen mit der 80-fachen Masse des Jupiter (7,7 % der Sonnenmasse) und 13 Jupitermassen. Das 2M1510-Paar sind beide Braune Zwerge vom Typ M, die einen Raum genau im Zentrum dieses Massenbereichs einnehmen. Obwohl Braune Zwerge nicht massiv genug sind, um eine vollwertige Fusion über die Proton-Proton-Kette wie rote Zwergsterne aufrechtzuerhalten, können sie mit minderwertiger Deuteriumfusion in ihren Kernen immer noch langsam köcheln. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur eines M-Zwergs 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 erst das zweite bekannte Braune-Zwerg-Pärchen dieser Art dar. Das erste ist das aufgelöste Paar 2MASS J05352184-0546085AB im Orionnebel, ein relativ junges Paar mit einem Alter von nur einer Million Jahren.
Ein weiteres faszinierendes Brauner-Zwerg-Paar wurde 2003 gefunden, das den Hauptreihenstern Epsilon Indi umkreist.
Die SPECULOOS-Durchmusterung wird sich darauf spezialisieren, Exoplaneten in den bewohnbaren Zonen kühler Zwergsterne anzuvisieren. Ein solcher Zwergstern mit Exoplaneten namens TRAPPIST-1 im Jahr 2015 groß in den Nachrichten erschienen, und solche „Mini-Solarsysteme“ könnten im Kosmos üblich sein.
„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 Exoplaneten im Transit zu suchen. Wir verfolgen auch (auf) einige der Kandidaten für Exoplanetensysteme, die von den . entdeckt wurden TESS (der Transiting Exoplanet Survey Satellite)-Mission. Jedes Mal, wenn wir das Universum aus einer neuen Perspektive betrachten können, entdecken wir oft etwas Aufregendes oder Unerwartetes.“
2M1510 ist auch Mitglied der Argus Moving Group of Stars. Dieser 45 Millionen Jahre alte Haufen relativ junger Sterne wurde 2018 entdeckt. Die Mitgliedschaft in einer Sternvereinigung oder einer sich bewegenden Gruppe wird durch Sterne verraten, die eine gemeinsame Eigenbewegung über den Himmel teilen. Die Hyaden im Sternbild Stier sind eine berühmte nahe gelegene Sternvereinigung, ebenso wie die Ursa Major Moving Group, die die meisten Sterne im Sternbild Big Dipper enthält.
Die Entdeckung ist wichtig, weil nicht nur die Zugehörigkeit des Braunen Zwergenpaares als Teil der Argus Moving Group das Alter des Paares festlegt, sondern auch ihre physische Verbindung, zusammen mit der Tatsache, dass sie sich gegenseitig entlang unserer Sichtlinie verfinstern Astronomen, um die beiden in Bezug auf die Masse weiter zu charakterisieren. Es wird angenommen, dass substellare Braune Zwerge wie das Paar 2M1510 massereichen Exoplaneten sehr ähnlich sind.
Das breite, 2M1510A/B Braune Zwergenpaar. Bildnachweis: Astronomisches Datenzentrum Straßburg / SIMBAD / PanSTARRS.
Diese faszinierende Entdeckung ermöglicht es den Forschern, nicht nur große Massenexoplaneten zu charakterisieren, sondern auch Modelle zur Entwicklung und Abkühlung von Braunen Zwergen auf die Probe zu stellen.
„Unsere Messungen sagen uns, dass Masse, Radius und Alter sehr gut durch Modelle erklärt werden, deren Fundament 30 Jahre alt ist“, sagt Amaury Triaud von der University of Birmingham, Erstautor der Studie. „Das ist bemerkenswert. Es sagt uns auch, dass die Leuchtkraft von Braunen Zwergen im Vergleich zu Modellen etwas schlechter ist. Wir wissen jetzt also, dass die Modelle sehr gut sind, wir sie aber noch verbessern müssen.“
Es wäre interessant, 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.
- Bildnachweis für das Hauptbild: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.