Astronomer udpeger en sjælden binær brun dværg

Astronomer, der arbejder på 'første lys'-resultater fra et nyligt idriftsat teleskop i Chile, gjorde en tilfældig opdagelse, der førte til identifikation af et sjældent formørkende binært brunt dværgsystem.

Opdagelsen, offentliggjort i dag i Natur astronomi , blev ledet af et internationalt team af forskere, herunder videnskabsmænd ved University of Birmingham, arbejder på SPECULOOS-projektet (Search for habitable Planets EClipsing ULTra-cOOl Stars). SPECULOOS involverer University of Birmingham i samarbejde med University of Liège, University of Cambridge, universitetet i Bern, Institut for Astrofysik på De Kanariske Øer, Massachusetts Institute of Technology, og andre partnerinstitutioner.

SPECULOOS' mission er at undersøge planeter omkring ultra-seje dværge, en kategori, der omfatter de mindste stjerner, der findes, samt genstande kaldet 'brune dværge'. Brune dværge er 'sub-stellare' objekter, hvilket betyder, at de har mindre masse end en stjerne, men mere end en planet. Brune dværge er ude af stand til at opretholde fusionen af ​​brint til helium, en proces, der driver lyset fra normale stjerner som Solen.

Astronomer forudsiger, at disse ultra-seje dværge bør være vært for store populationer af tæt ved, potentielt beboelige klippeplaneter, tilbyder et væld af muligheder for at udforske en mangfoldighed af atmosfærer og klimaer. Et eksempel er 7-planet systemet TRAPPIST-1, som blev opdaget af medlemmer af samme hold.

Kort efter konstruktionen af ​​de første SPECULOOS-teleskoper, og under testobservationer, holdet målrettede den kendte brune dværg 2MASSW J1510478-281817, siden omdøbt til 2M1510, i stjernebilledet Vægten. SPECULOOS-observationerne opfangede et tydeligt signal, der fik forskerne til at spekulere i, at 2M1510 kunne være to brune dværge i stedet for én, i kredsløb om hinanden.

Dr. Michael Gillon, Hovedefterforsker af SPECULOOS-projektet, sagde:"Blandt de første testobservationer, vi udførte, vi vendte et af vores teleskoper til en kendt brun dværg. Men pludselig så objektet ud til at blive svagere i omkring 90 minutter, hvilket tydede på, at en formørkelse netop fandt sted."

Artem Burdanov, en postdoktor ved MIT tilføjede:"Vi indså hurtigt, at vi sandsynligvis kiggede på to formørkende brune dværge, den ene passerer foran den anden, en konfiguration, der er meget sjældnere end planetsystemer."

Forskerne var i stand til at bekræfte deres hypotese ved hjælp af to kraftigere teleskoper, 10m Keck-teleskopet på Hawaii, og 8m Very Large Telescope i Chile. VLT er baseret på samme sted som SPECULOOS-teleskoperne, der blev brugt til at foretage observationerne. Keck og VLT har følsomme spektrometre, der kan bruges til at måle hastigheder af himmellegemer. I tilfælde af 2M1510, astronomerne opdagede begge brune dværges hastigheder, når de kredser om hinanden.

"Fra det allerførste spektrum, vi opnåede, vi kunne se, at vi havde en spændende binær opdagelse, " siger Adam Burgasser, professor i fysik ved University of California, San Diego, der ledede den spektroskopiske analyse. "Det var spændende at se absorptionslinjerne bevæge sig frem og tilbage i perfekt synkronicitet, og dette gjorde det muligt for os at måle massen af ​​det binære."

Påvisningen af ​​formørkende brune dværge er ekstremt sjælden - kun ét andet sådant system er blevet identificeret til dato. Disse systemer giver astronomerne mulighed for at måle de brune dværges radier og masser direkte, som er fundamentale størrelser for teoretiske modeller. 2M1510 er også speciel ved, at den er blandt de meget få brune dværge, der har en kendt alder, på grund af dets medlemskab i en nærliggende klynge af unge stjerner kaldet Argus moving group.

"Samling af en kombination af masse, radius og alder er virkelig sjælden for en stjerne, endsige en brun dværg, " sagde Dr. Amaury Triaud, fra School of Physics &Astronomy ved University of Birmingham, som var hovedforfatter af undersøgelsen. "Normalt mangler en eller flere af disse målinger. Ved at tegne alle disse elementer sammen, vi var i stand til at verificere teoretiske modeller for, hvordan brune dværge køler, modeller, der er over 30 år gamle. Vi fandt, at modellerne matcher bemærkelsesværdigt godt med observationerne, et vidnesbyrd om menneskelig opfindsomhed."