Wetenschap
Hubble ontdekt dat oudere bruine dwergen eenzaam worden
Er zijn twee nodig om te tango, maar in het geval van bruine dwergen die ooit als binaire systemen waren gekoppeld, duurt die relatie niet erg lang, blijkt uit een recent onderzoek van NASA's Hubble Space Telescope.
Bruine dwergen zijn interstellaire objecten die groter zijn dan Jupiter, maar kleiner dan de sterren met de laagste massa. Ze worden geboren als sterren – uit een wolk van gas en stof die instort – maar hebben niet genoeg massa om de fusie van waterstof te ondersteunen zoals een normale ster.
Astronomen die Hubble gebruiken, bevestigen dat metgezellen uiterst zeldzaam zijn rond de bruine dwergen met de laagste massa en de koudste. Hubble kan dubbelsterren detecteren die zo dicht bij elkaar liggen als een afstand van 480 miljoen kilometer – de geschatte afstand tussen onze zon en de asteroïdengordel.
Maar ze vonden geen binaire paren in een steekproef van bruine dwergen in de zonnebuurt. Dit impliceert dat een dubbelpaar dwergen zo zwak met elkaar verbonden is door de zwaartekracht dat ze over een paar honderd miljoen jaar uit elkaar drijven als gevolg van de aantrekkingskracht van omzeilende sterren.
“Ons onderzoek bevestigt dat ver uit elkaar staande metgezellen uiterst zeldzaam zijn onder de minst massale en koudste geïsoleerde bruine dwergen, ook al worden binaire bruine dwergen op jongere leeftijd waargenomen. Dit suggereert dat dergelijke systemen in de loop van de tijd niet overleven”, zegt hoofdauteur Clémence Fontanive. van het Trottier Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Canada.
In een soortgelijk onderzoek dat Fontanive een paar jaar geleden uitvoerde, keek Hubble naar extreem jonge bruine dwergen, en sommigen hadden binaire metgezellen, wat bevestigde dat stervormingsmechanismen binaire paren produceren onder bruine dwergen met een lage massa. Het gebrek aan binaire metgezellen voor oudere bruine dwergen suggereert dat sommige misschien als binaire dwergen zijn begonnen, maar in de loop van de tijd uit elkaar zijn gegaan.
De nieuwe bevindingen van Hubble, gepubliceerd in The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ondersteunen verder de theorie dat bruine dwergen op dezelfde manier worden geboren als sterren, door de zwaartekrachtinstorting van een wolk van moleculaire waterstof. Het verschil is dat ze niet genoeg massa hebben om kernfusie van waterstof voor het opwekken van energie in stand te houden, terwijl sterren dat wel hebben.
Meer dan de helft van de sterren in onze Melkweg heeft een begeleidende ster die het resultaat is van deze vormingsprocessen, terwijl massievere sterren vaker voorkomen in binaire systemen. ‘De motivatie voor het onderzoek was eigenlijk om te zien hoe laag de massatrends in meerdere sterrenstelsels standhouden,’ aldus Fontanive.
“Ons Hubble-onderzoek levert direct bewijs dat het onwaarschijnlijk is dat deze dubbelsterren die we waarnemen als ze jong zijn, zullen overleven tot op hoge leeftijd; ze zullen waarschijnlijk verstoord raken. Als ze jong zijn, maken ze deel uit van een moleculaire wolk, En dan, naarmate ze ouder worden, verspreidt de wolk zich. Terwijl dat gebeurt, beginnen de dingen rond te bewegen en passeren de sterren elkaar. Omdat bruine dwergen zo licht zijn, is de zwaartekracht die brede dubbelsterren met elkaar verbindt erg zwak, en kunnen omzeilende sterren gemakkelijk passeren. scheur deze binaire bestanden uit elkaar", zei Fontanive.
Het team selecteerde een steekproef van bruine dwergen die eerder waren geïdentificeerd door NASA's Wide-Field Infrared Survey Explorer. Er werden enkele van de koudste oude bruine dwergen met de laagste massa in de zonnebuurt bemonsterd. Deze oude bruine dwergen zijn zo koel (in de meeste gevallen een paar honderd graden warmer dan Jupiter) dat hun atmosfeer waterdamp bevat die condenseert.
Om de coolste metgezellen te vinden, gebruikte het team twee verschillende nabij-infraroodfilters:één waarin koude bruine dwergen helder zijn en een andere die specifieke golflengten bestrijkt waar ze erg zwak lijken als gevolg van waterabsorptie in hun atmosfeer.
‘Dit is het beste observatiebewijs tot nu toe dat bruine dwergparen in de loop van de tijd uit elkaar drijven’, zegt Fontanive. "We hadden dit soort onderzoek niet kunnen doen en eerdere modellen kunnen bevestigen zonder de scherpe visie en gevoeligheid van Hubble."