science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een bruine dwergdubbelster ontdekken met microlensing

Een diagram dat de baan van de Spitzer Space Telescope rond de zon toont. Spitzer is nu ongeveer 1,66 astronomische eenheden van de aarde verwijderd, en is gebruikt in honderden parallaxmetingen van microlensing-gebeurtenissen waarmee astronomen de afstanden tot de lensobjecten kunnen bepalen - en dus hun massa kunnen meten. Een nieuw artikel meldt het vinden en karakteriseren van een binair paar van een bruine dwergster met microlens. Krediet:NASA/Spitzer

Bruine dwergen zijn sterren die minder zwaar zijn dan de zon en niet in staat zijn waterstof te verbranden. Ze vormen (althans in massa) een brug tussen planeten en sterren, en astronomen denken dat ze zich vormen en evolueren op een manier die verschilt van planeten of sterren. Zwaartekracht microlensing is een uitstekende methode om ze te detecteren omdat het niet afhankelijk is van hun licht, die vaag is, maar eerder hun massa. Wanneer het lichtpad van een ster een bruine dwerg passeert die als lens fungeert, het wordt uitvergroot tot een vervormd beeld, als een object gezien door de steel van een wijnglas, waardoor de detectie en karakterisering van het lensobject mogelijk is. Tot nu toe zijn 32 bruine dwergen gedetecteerd met microlensing. Vijf zijn geïsoleerd, maar de meeste zijn in binaire systemen, metgezellen van zwakke M-dwergsterren. Ze bieden belangrijke beperkingen voor scenario's voor de vorming van bruine dwergen.

De kritische parameter van een bruine dwerg is zijn massa, maar het is moeilijk om de massa van een lens te meten met microlensing. Met behulp van deze methode, men meet het vergrote en vervormde stellaire beeld terwijl het in de tijd veranderde (het varieert naarmate het uitkijkpunt van de aarde beweegt), maar de techniek biedt geen houvast op de afstand, en hoe groter de afstand, hoe groter de massa die nodig is om dezelfde vervorming te genereren. Dit probleem herkennend, wetenschappers hadden voorspeld dat als het ooit mogelijk zou worden om een ​​microlensingflitser te observeren vanuit twee goed gescheiden gezichtspunten, een parallaxmeting (het schijnbare hoekverschil tussen de posities van de ster gezien vanaf de twee gescheiden locaties) zou de afstand van het donkere object bepalen. De Spitzer Space Telescope cirkelt rond de zon in een baan om de aarde, en is momenteel 1,66 astronomische eenheden verwijderd van de aarde (één AU is de gemiddelde afstand van de aarde tot de zon). Spitzer is uniek in deze mogelijkheid, en het is in feite met succes gebruikt om de parallax-afstand te meten voor honderden microlensing-evenementen, daardoor helpen om de massa's van de lenzen te bepalen.

CfA-astronomen Jennifer Yee en In-Gu Shin waren lid van een groot team van microlens-astronomen die Spitzer samen met telescopen op de grond gebruikten om een ​​ongewone microlensing-gebeurtenis te bestuderen. Het object, MOA-2016-BLG-231, bevindt zich op 9400 lichtjaar afstand in de schijf van onze melkweg. De vorm van zijn vervormde lichtkromme onthult dat het waarschijnlijk een paar bruine dwergen is met massa's van ongeveer eenentwintig en negen Jupiter-massa's, respectievelijk (de kleinere bevindt zich precies op de onderste massalimiet omdat het een bruine dwerg is in plaats van een gigantische planeet). Dit is pas het vijfde binaire systeem van bruine dwergen dat is ontdekt waarin beide objecten bruine dwergen zijn; verbeterde statistieken stellen astronomen in staat om de benodigde vormingsmechanismen aan te pakken.