Bruine dwergen zijn niet echt sterren en ook geen planeten, en een nieuwe studie suggereert dat er misschien meer van hen op de loer liggen in onze melkweg dan wetenschappers eerder dachten.

Een nieuwe studie biedt een verleidelijke verklaring voor het ontstaan ​​van een eigenaardig kosmisch object genaamd WISEA J153429.75-104303.3 - bijgenaamd "The Accident". Het ongeval is een bruine dwerg. Hoewel ze zich vormen als sterren, deze objecten hebben niet genoeg massa om kernfusie op gang te brengen, het proces dat ervoor zorgt dat sterren gaan schijnen. En terwijl bruine dwergen soms karakterisering trotseren, astronomen hebben een goed begrip van hun algemene kenmerken.

Of ze deden, totdat ze deze vonden.

Het ongeval kreeg zijn naam nadat het door puur geluk werd ontdekt. Het gleed voorbij normale zoekopdrachten omdat het niet lijkt op een van de iets meer dan 2, 000 bruine dwergen die tot nu toe in onze melkweg zijn gevonden.

Naarmate bruine dwergen ouder worden, ze koelen af, en hun helderheid in verschillende golflengten van licht verandert. Het is niet anders dan hoe sommige metalen, bij verhitting, ga van helderwit naar dieprood als ze afkoelen. Het ongeval bracht wetenschappers in verwarring omdat het zwak was in een aantal belangrijke golflengten, wat suggereert dat het erg koud (en oud) was, maar helder in anderen, wijst op een hogere temperatuur.

"Dit object overtrof al onze verwachtingen, " zei Davy Kirkpatrick, een astrofysicus bij IPAC bij Caltech in Pasadena, Californië. Hij en zijn co-auteurs stellen in hun nieuwe studie, verschijnen in De astrofysische journaalbrieven , dat The Accident 10 miljard tot 13 miljard jaar oud zou kunnen zijn - minstens het dubbele van de gemiddelde leeftijd van andere bekende bruine dwergen. Dat betekent dat het gevormd zou zijn toen ons melkwegstelsel veel jonger was en een andere chemische samenstelling had. Als dat het geval is, er zijn waarschijnlijk nog veel meer van deze oude bruine dwergen op de loer in onze galactische omgeving.

Een eigenaardig profiel

Het ongeval werd voor het eerst opgemerkt door NASA's Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE), gelanceerd in 2009 onder de naam WISE en beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië. Omdat bruine dwergen relatief koele objecten zijn, ze stralen voornamelijk infrarood licht uit, of golflengten die langer zijn dan wat het menselijk oog kan zien.

Om erachter te komen hoe The Accident zulke schijnbaar tegenstrijdige eigenschappen kan hebben - sommigen suggereren dat het erg koud is, anderen geven aan dat het veel warmer is - de wetenschappers hadden meer informatie nodig. Dus namen ze het in extra infraroodgolflengten waar met een telescoop op de grond van het W.M. Keck Observatory in Hawaii. Maar de bruine dwerg leek zo zwak in die golflengten, ze konden het helemaal niet ontdekken, blijkbaar bevestigend hun suggestie dat het erg koud was.

Vervolgens gingen ze op zoek om te bepalen of de duisternis het gevolg was van het feit dat The Accident verder dan verwacht van de aarde was. Maar dat was niet het geval, volgens nauwkeurige afstandsmetingen door NASA's Hubble en Spitzer Space Telescopes. Na de afstand van het object te hebben bepaald - ongeveer 50 lichtjaar van de aarde - realiseerde het team zich dat het snel beweegt - ongeveer een half miljoen mijl per uur (800, 000 km/u). Dat is veel sneller dan alle andere bruine dwergen waarvan bekend is dat ze op deze afstand van de aarde zijn. wat betekent dat het waarschijnlijk al heel lang door de melkweg zweeft, enorme objecten tegenkomen die het versnellen met hun zwaartekracht.

Met een berg bewijs dat suggereert dat The Accident extreem oud is, de onderzoekers stellen dat zijn vreemde eigenschappen helemaal niet vreemd zijn en dat ze een aanwijzing kunnen zijn voor zijn leeftijd.

Toen de Melkweg ongeveer 13,6 miljard jaar geleden ontstond, het bestond bijna volledig uit waterstof en helium. andere elementen, zoals koolstof, gevormd in sterren; toen de zwaarste sterren explodeerden als supernova's, ze verspreidden de elementen door de melkweg.

methaan, samengesteld uit waterstof en koolstof, komt veel voor bij de meeste bruine dwergen die een temperatuur hebben die vergelijkbaar is met The Accident. Maar het lichte profiel van The Accident suggereert dat het heel weinig methaan bevat. Zoals alle moleculen, methaan absorbeert specifieke golflengten van licht, dus een methaanrijke bruine dwerg zou zwak zijn in die golflengten. Het ongeluk, daarentegen, is helder in die golflengten, wat zou kunnen wijzen op een laag methaangehalte.

Dus, het lichtprofiel van The Accident kan overeenkomen met dat van een zeer oude bruine dwerg die gevormd werd toen de melkweg nog koolstofarm was; heel weinig koolstof bij vorming betekent tegenwoordig heel weinig methaan in de atmosfeer.

"Het is geen verrassing om zo'n oude bruine dwerg te vinden, maar het is een verrassing om er een in onze achtertuin te vinden, " zei Federico Marokko, een astrofysicus bij IPAC bij Caltech die de nieuwe waarnemingen leidde met behulp van de Keck- en Hubble-telescopen. "We hadden verwacht dat er zulke oude bruine dwergen zouden bestaan, maar we verwachtten ook dat ze ongelooflijk zeldzaam zouden zijn. De kans om er een te vinden zo dicht bij het zonnestelsel kan een gelukkig toeval zijn, of het vertelt ons dat ze vaker voorkomen dan we dachten."

Een geluk bij een ongeluk

Om meer oude bruine dwergen zoals The Accident te vinden - als ze daar zijn - moeten onderzoekers misschien de manier waarop ze naar deze objecten zoeken, veranderen.

Het ongeval werd ontdekt door burgerwetenschapper Dan Caselden, die een online programma gebruikte dat hij had gebouwd om bruine dwergen te vinden in NEOWISE-gegevens. De lucht is vol met objecten die infrarood licht uitstralen; over het algemeen, deze objecten lijken in de lucht te blijven hangen, vanwege hun grote afstand tot de aarde. Maar omdat bruine dwergen zo zwak zijn, ze zijn alleen zichtbaar als ze relatief dicht bij de aarde zijn, en dat betekent dat wetenschappers ze maanden of jaren door de lucht kunnen zien bewegen. (NEOWISE brengt de hele lucht ongeveer eens per zes maanden in kaart.)

Het programma van Caselden probeerde de stationaire infraroodobjecten (zoals verre sterren) van de NEOWISE-kaarten te verwijderen en bewegende objecten te markeren die vergelijkbare kenmerken hadden als bekende bruine dwergen. Hij keek naar zo'n bruine dwergkandidaat toen hij een andere zag, veel zwakker object dat snel over het scherm beweegt. Dit zou WISEA J153429.75-104303.3 blijken te zijn, die niet was gemarkeerd omdat het niet overeenkwam met het programmaprofiel van een bruine dwerg. Caselden ving het per ongeluk.

"Deze ontdekking vertelt ons dat er meer variatie is in de composities van bruine dwergen dan we tot nu toe hebben gezien, "zei Kirkpatrick. "Er zijn waarschijnlijk meer rare die er zijn, en we moeten nadenken over hoe we ze kunnen zoeken."

Gelanceerd in 2009, het WISE-ruimtevaartuig werd in 2011 in winterslaap gebracht na het voltooien van zijn primaire missie. In september 2013 NASA heeft het ruimtevaartuig opnieuw geactiveerd met het primaire doel om te scannen naar nabije aardobjecten, of NEO's, en de missie en het ruimtevaartuig werden omgedoopt tot NEOWISE. JPL, een divisie van Caltech, beheerd en geëxploiteerd WISE voor NASA's Science Mission Directorate (SMD). De missie werd competitief geselecteerd in het kader van NASA's Explorers Program, beheerd door het Goddard Space Flight Center van het bureau in Greenbelt, Maryland. NEOWISE is een project van JPL, een divisie van Caltech, en de Universiteit van Arizona, ondersteund door NASA's Planetary Defense Coordination Office.