Astronomen die de Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) van de National Science Foundation gebruiken, hebben de eerste radiotelescoopdetectie gemaakt van een object met planetaire massa buiten ons zonnestelsel. Het object, ongeveer een dozijn keer massiever dan Jupiter, is een verrassend sterke magnetische krachtpatser en een "schurk, " reizen door de ruimte zonder begeleiding van een ouderster.

"Dit object bevindt zich precies op de grens tussen een planeet en een bruine dwerg, of 'mislukte ster, ' en geeft ons enkele verrassingen die ons mogelijk kunnen helpen magnetische processen op zowel sterren als planeten te begrijpen, " zei Melodie Kao, die deze studie leidde terwijl een afgestudeerde student aan Caltech, en is nu een Hubble Postdoctoral Fellow aan de Arizona State University.

Bruine dwergen zijn objecten die te zwaar zijn om als planeten te worden beschouwd, maar niet massief genoeg om kernfusie van waterstof in hun kernen te ondersteunen - het proces dat sterren aandrijft. Theoretici suggereerden in de jaren zestig dat dergelijke objecten zouden bestaan, maar de eerste werd pas in 1995 ontdekt. ​​Oorspronkelijk werd gedacht dat ze geen radiogolven uitstraalden, maar in 2001 onthulde een VLA-ontdekking van radioaffakkeling in één een sterke magnetische activiteit.

Daaropvolgende waarnemingen toonden aan dat sommige bruine dwergen sterke aurora's hebben, vergelijkbaar met die op de reuzenplaneten van ons eigen zonnestelsel. De aurora's die op aarde worden gezien, worden veroorzaakt door het magnetische veld van onze planeet dat in wisselwerking staat met de zonnewind. Echter, solitaire bruine dwergen hebben geen zonnewind van een nabije ster om mee om te gaan. Hoe de aurora's worden veroorzaakt bij bruine dwergen is onduidelijk, maar de wetenschappers denken dat een mogelijkheid een in een baan om de aarde draaiende planeet of maan is die in wisselwerking staat met het magnetische veld van de bruine dwerg, zoals wat er gebeurt tussen Jupiter en zijn maan Io.

Het vreemde object in de laatste studie, genaamd SIMP J01365663+0933473, heeft een magnetisch veld dat meer dan 200 keer sterker is dan dat van Jupiter. Het object werd oorspronkelijk in 2016 gedetecteerd als een van de vijf bruine dwergen die de wetenschappers met de VLA hebben bestudeerd om nieuwe kennis op te doen over magnetische velden en de mechanismen waarmee enkele van de coolste dergelijke objecten sterke radio-emissie kunnen produceren. Bruine dwergmassa's zijn notoir moeilijk te meten, en destijds, het object werd beschouwd als een oude en veel massievere bruine dwerg.

Vorig jaar, een onafhankelijk team van wetenschappers ontdekte dat SIMP J01365663+0933473 deel uitmaakte van een zeer jonge groep sterren. Zijn jonge leeftijd betekende dat het in feite zoveel minder massief was dat het een vrij zwevende planeet zou kunnen zijn - slechts 12,7 keer massiever dan Jupiter, met een straal van 1,22 keer die van Jupiter. Op 200 miljoen jaar oud en 20 lichtjaar van de aarde, het object heeft een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 825 graden Celsius, of meer dan 1500 graden Fahrenheit. Ter vergelijking, de oppervlaktetemperatuur van de zon is ongeveer 5, 500 graden Celsius.

Het verschil tussen een gasreuzenplaneet en een bruine dwerg blijft fel bediscussieerd onder astronomen, maar een vuistregel die astronomen gebruiken, is de massa waaronder de deuteriumfusie ophoudt, bekend als de "deuteriumverbrandingslimiet", ongeveer 13 Jupiter-massa's.

Tegelijkertijd, het Caltech-team dat oorspronkelijk zijn radio-emissie in 2016 ontdekte, had het opnieuw waargenomen in een nieuwe studie op nog hogere radiofrequenties en bevestigde dat het magnetische veld nog sterker was dan eerst gemeten.

"Toen werd aangekondigd dat SIMP J01365663+0933473 een massa had in de buurt van de deuteriumverbrandingslimiet, Ik was net klaar met het analyseren van de nieuwste VLA-gegevens, ' zei Kao.

De VLA-waarnemingen zorgden voor zowel de eerste radiodetectie als de eerste meting van het magnetische veld van een mogelijk planetair massaobject buiten ons zonnestelsel.

Zo'n sterk magnetisch veld "vormt enorme uitdagingen voor ons begrip van het dynamomechanisme dat de magnetische velden in bruine dwergen en exoplaneten produceert en helpt de aurora's die we zien aan te drijven, " zei Gregg Hallinan, van Caltech.

"Dit specifieke object is opwindend omdat het bestuderen van de magnetische dynamomechanismen ons nieuwe inzichten kan geven over hoe hetzelfde type mechanismen kan werken in extrasolaire planeten - planeten buiten ons zonnestelsel. We denken dat deze mechanismen niet alleen kunnen werken bij bruine dwergen, maar ook in zowel gasreuzen als terrestrische planeten, ' zei Kao.

"Het detecteren van SIMP J01365663+0933473 met de VLA via zijn aurorale radio-emissie betekent ook dat we mogelijk een nieuwe manier hebben om exoplaneten te detecteren, inclusief de ongrijpbare schurken die niet om een ​​moederster cirkelen, ' zei Hallinan.