Waarom - en hoe - vormen zich bruine dwergen? Aangezien deze kosmische buitenbeentjes ergens tussen planeten en sterren vallen in termen van temperatuur en massa, hebben astronomen nog niet kunnen bepalen hoe ze zich vormen: is hun begin als planeten of sterren? Nu heeft de Spitzer-ruimtetelescoop twee van de jongste bruine dwergen gevonden. Terwijl astronomen nog steeds op zoek zijn om de bevinding van deze zogenaamde "proto bruine dwergen" te bevestigen, heeft het een voorlopig antwoord gegeven op hoe deze ongewone sterren ontstaan.
De babybruine dwergen werden gevonden in Spitzer-gegevens die in 2005 waren verzameld. Astronomen hadden hun zoektocht gericht op de donkere wolk Barnard 213, een gebied van het Taurus-Auriga-complex dat bij astronomen bekend staat als een jachtgebied voor jonge objecten.
"We hebben besloten om verschillende stappen terug te zetten in het proces wanneer (bruine dwergen) echt verborgen zijn", zegt David Barrado van het Centro de Astrobiología in Madrid, Spanje, hoofdauteur van het artikel, gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics. “Tijdens deze stap zouden ze een (ondoorzichtige) envelop hebben, een cocon, en zouden ze gemakkelijker te identificeren zijn vanwege hun sterke infraroodoverschotten. We hebben deze eigenschap gebruikt om ze te identificeren. Hier speelt Spitzer een belangrijke rol omdat Spitzer in deze wolken kan kijken. Zonder dit zou dit niet mogelijk zijn geweest. "
Barrado zei dat de bevindingen mogelijk het mysterie oplossen of bruine dwergen meer op sterren of planeten lijken. De bevindingen van het team? Bruine dwergen vormen als sterren met een lage massa.
Bruine dwergen zijn koeler en lichter dan sterren en massiever (en normaal gesproken warmer) dan planeten. Ze worden geboren uit dezelfde dichte, stoffige wolken die sterren en planeten voortbrengen. Maar hoewel ze misschien dezelfde galactische kwekerij delen, worden bruine dwergen vaak 'mislukte' sterren genoemd omdat ze de massa van hun heterere, helderdere stellaire broers en zussen missen. Zonder die massa wordt het gas in hun kern niet heet genoeg om de kernfusie op gang te brengen die waterstof - het hoofdbestanddeel van deze moleculaire wolken - in helium verbrandt. Omdat bruine dwergen niet als sterren kunnen ontbranden, worden ze koelere, minder lichtgevende objecten die moeilijker te detecteren zijn - een uitdaging die in dit geval werd overwonnen door het warmtegevoelige infraroodzicht van Spitzer.
Jonge bruine dwergen evolueren ook snel, waardoor ze moeilijk te vangen zijn wanneer ze voor het eerst worden geboren. De eerste bruine dwerg werd ontdekt in 1995 en hoewel er sindsdien honderden zijn gevonden, hadden astronomen ze tot nu toe niet eenduidig kunnen vinden in hun vroegste stadia van vorming.
Spitzer's infraroodcamera met langere golflengte drong door de stoffige geboortewolk om STB213 J041757 te observeren. De gegevens, bevestigd met bijna-infraroodbeelden van het Calar Alto Observatorium in Spanje, onthulden niet één maar twee van wat mogelijk de zwakste en coolste bruine dwergen ooit zouden blijken te zijn.
De tweeling werd van over de hele wereld waargenomen en hun eigenschappen werden gemeten en geanalyseerd met behulp van een groot aantal krachtige astronomische instrumenten. Een van de stops van de astronomen was het Caltech Submillimeter Observatory in Hawaï, dat de aanwezigheid van de envelop rond de jonge objecten vastlegde. Die informatie, in combinatie met wat ze van Spitzer hadden, stelde de astronomen in staat een spectrale energieverdeling op te bouwen - een diagram dat de hoeveelheid energie weergeeft die door de objecten in elke golflengte wordt uitgezonden.
Vanuit Hawaï maakten de astronomen extra stops bij observatoria in Spanje (Calar Alto Observatory), Chili (Very Large Telescopes) en New Mexico (Very Large Array). Ze haalden ook tien jaar oude gegevens uit de archieven van het Canadian Astronomy Data Center, waarmee ze relatief konden meten hoe de twee objecten in de lucht bewogen. Na meer dan een jaar waarnemingen hebben ze hun conclusies getrokken.
'We konden schatten dat deze twee objecten tot dusver het zwakste en coolste zijn,' zei Barrado. Deze theorie wordt versterkt doordat de verandering in helderheid van de objecten bij verschillende golflengten overeenkomt met die van andere zeer jonge, lichte sterren.
Terwijl verder onderzoek zal bevestigen of deze twee hemellichamen in feite proto bruine dwergen zijn, zijn ze tot nu toe de beste kandidaten, zei Barrado. Hij zei dat de reis naar hun ontdekking, hoewel moeilijk, leuk was. 'Het is een verhaal dat zich stukje bij beetje heeft afgespeeld. Soms neemt de natuur de tijd om haar geheimen prijs te geven. '
Loodafbeelding bijschrift: deze afbeelding toont twee jonge bruine dwergen, objecten die qua temperatuur en massa ergens tussen planeten en sterren vallen. Afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech / Calar Alto Obsv./Caltech Sub. Obsv.
Bron: JPL
