De Spitzer-ruimtetelescoop van NASA heeft rechtstreeks een kleine bruine dwergster afgebeeld die in een baan om een grotere ster draait - de eerste keer dat dit ooit is gezien. De bruine dwerg, HD 3651, is geclassificeerd als een "T-dwerg", heeft ongeveer 50 keer de massa van Jupiter en draait ongeveer 10 keer de afstand van de zon tot Pluto. Astronomen theoretiseerden dat het systeem een bruine dwerg bevatte, omdat een planeet van Saturnus-formaat een vreemd elliptische baan had; er trok iets aan.
Wetenschappers die de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA gebruiken, hebben een kleine bruine dwergster ontdekt, die 50 keer de massa van Jupiter is, en deze direct in beeld heeft gebracht met een planeet rond een zonachtige ster. Een dergelijke opstelling is nog nooit eerder gezien, maar komt misschien wel vaker voor, zeggen de wetenschappers, wat leidt tot zonnestelsels met vervormde planetaire banen.
Kevin Luhman van Penn State University is de hoofdauteur van een rapport dat deze ontdekking beschrijft, dat zal worden gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De ontdekking betreft een klasse van de koudste bruine dwergen, de T-dwergen.
"In de afgelopen tien jaar zijn astronomen zeer succesvol geweest in het vinden van planeten dicht bij hun gaststerren met behulp van indirecte detectiemethoden", zegt Luhman, een assistent-professor bij het Penn State Department of Astronomy and Astrophysics. "Vanwege zijn infraroodmogelijkheden is Spitzer zeer geschikt voor het direct detecteren van koele T-dwergen, en misschien zelfs grote planeten, in de buitenste delen van planetaire systemen."
Het team van Luhman ontdekte ook een tweede bruine dwerg die nog kleiner is, ongeveer 20 keer de massa van Jupiter, in een baan om een andere ster. Dit kleinere object kan de jongste bekende T-dwerg zijn en biedt wetenschappers een momentopname van de vroege ontwikkeling van bruine dwergen. De twee T-dwergen zijn de eerste die door Spitzer worden afgebeeld. Kort nadat deze metgezellen waren gevonden, ontdekte Spitzer ook een T-dwerg die zelf door de ruimte zweeft in plaats van rond een ster te draaien. Het team dat ontdekte dat T-dwerg wordt geleid door Daniel Stern van het Jet Propulsion Laboratory van NASA.
Bruine dwergen zijn kleine sterren die niet massief genoeg zijn om waterstof te verbranden, zoals onze zon dat doet. Hun kernen zijn niet heet genoeg om een dergelijke kernfusie te veroorzaken. Als gevolg hiervan is hun oppervlaktetemperatuur slechts enkele duizenden graden als ze jong zijn, wat aanzienlijk afkoelt tot ongeveer de temperatuur van een planeet naarmate ze ouder worden. Bijgevolg zijn ze vaag en moeilijk te identificeren en als gevolg daarvan kwam de eerste ondubbelzinnige identificatie pas ongeveer tien jaar geleden.
De grootste van de twee nieuw ontdekte T-dwergen heet HD 3651 B, gelegen in het sterrenbeeld Vissen. Dit object bevindt zich in een zonnestelsel dat een ster bevat die iets minder zwaar is dan onze zon, die in een baan om een planeet draait die iets kleiner is dan Saturnus.
De baan van de planeet rond de zonachtige ster is zeer elliptisch, wat suggereerde dat de zwaartekracht van een onzichtbaar object dat verder van de ster verwijderd was, de planeet naar buiten trok. En ja hoor, het was een T-dwerg. Veel exoplaneten zijn ontdekt met zeer elliptische banen. De ontdekking van Spitzer is het eerste bewijs dat de theorie ondersteunt dat kleine metgezellen zoals T-dwergen zich in dergelijke zonnestelsels kunnen verbergen en de banen van planeten extreem kunnen maken.
"De baan van de planeet in dit systeem is vergelijkbaar met die van Mercurius, maar de T-dwerg heeft een baan die meer dan tien keer groter is dan die van Pluto", zegt Brian Patten van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), een co-auteur. "Hoewel HD 3651 B net voorbij het blote oog zichtbaar zou zijn voor een onverschrokken astronoom die op de planeet van dit systeem leeft, maakt de T-dwerg zijn aanwezigheid bekend door zwaartekracht."
De andere T-dwerg wordt HN Peg B genoemd in het sterrenbeeld Pegasus. Waar de meeste bruine dwergen miljarden jaren oud zijn, is HN Peg B relatief jong, slechts ongeveer 300 miljoen jaar oud. De wetenschappers bepaalden de leeftijd door de begeleidende ster, die tegelijkertijd uit dezelfde gaswolk werd gevormd, zorgvuldig te bestuderen. Het systeem bevat ook een eerder ontdekte schijf van stof en rotsen.
"Detecteerbare puinschijven en T-dwergmetgezellen zijn vrij zeldzaam, dus de aanwezigheid van beide rond dezelfde ster maakt dit een bijzonder spannend zonnestelsel", zegt Giovanni Fazio van CfA, een coauteur.
De ontdekkingen werden gedaan met de infraroodcamera van Spitzer, voornamelijk gebouwd in NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. De hoofdonderzoeker van het instrument is Giovanni Fazio. Andere teamleden zijn onder meer Massimo Marengo, Joseph Hora, Richard Ellis, Michael Schuster, Sarah Sonnett, Elaine Winston en Robert Gutermuth van de CfA; John Stauffer van Caltech; Tom Megeath van de Universiteit van Toledo; Dana Backman van het SOFIA / SETI Institute; Tod Henry van de Georgia State University; en Michael Werner van NASA Jet Propulsion Laboratory.
Het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, beheert de Spitzer Space Telescope-missie voor NASA's Science Mission Directorate, Washington. Wetenschappelijke operaties worden uitgevoerd in het Spitzer Science Center van het California Institute of Technology in Pasadena.
Oorspronkelijke bron: PSU-persbericht
