Ett konstnärs koncept av miniatyrsolsystemet (överst) jämfört med ett känt solsystem. Bildkredit: NASA / JPL Klicka för förstoring
Forskare som använder en kombination av markbaserade och kretsande teleskop har upptäckt en misslyckad stjärna, mindre än hundra massan av solen, eventuellt i processen att bilda ett solsystem. Det är det minsta kända stjärnliknande föremålet som hamnar det som verkar vara en planetbildande skiva av stenigt och gasformigt skräp, som en dag skulle kunna utvecklas till små planeter och skapa ett solsystem i miniatyr. Ett team som leds av Kevin Luhman, biträdande professor i astronomi och astrofysik vid Penn State University, kommer att diskutera detta konstaterande i 10 december 2005-numret av Astrophysical Journal Letters.
Det upptäckta objektet, kallat en brun dvärg, beskrivs som en "misslyckad stjärna" eftersom det inte är tillräckligt massivt för att upprätthålla kärnfusion som vår sol. Objektet är bara åtta gånger massivare än Jupiter. Det faktum att en liten dvärg så liten kan vara mitt i att skapa ett solsystem utmanar själva definitionen av stjärna, planet, måne och solsystem.
"Vårt mål är att bestämma den minsta" solen "med bevis för planetsbildning", sade Luhman. ”Här har vi en sol som är så liten att den är på planets storlek. Frågan blir då, vad kallar vi några små kroppar som kan föds från denna disk: planeter eller månar? ” Om denna protoplanetära skiva bildas till planeter, skulle hela systemet vara en miniatyriserad version av vårt solsystem - med den centrala "solen", planeterna och deras banor alla ungefär 100 gånger mindre.
Luhmans team upptäckte den bruna dvärgen, kallad Cha 110913-773444, med NASA: s Spitzer Space Telescope, Hubble Space Telescope och två teleskoper i de chilenska Anderna, Blanco-teleskopet i Cerro Tololo Inter-American Observatory och Gemini South-teleskopet, båda internationella samarbeten som delvis finansieras av National Science Foundation. Luhman ledde en liknande observation förra året som avslöjade en 15-Jupiter-massa brun dvärg med en protoplanetärisk skiva.
Bruna dvärgar födas som stjärnor, kondenserar ur tjocka moln av gas och damm. Men till skillnad från stjärnor har bruna dvärgar inte tillräckligt med massa - och har därför inte tillräckligt med tryck och temperatur i sina kärnor - för att upprätthålla kärnfusion. De förblir relativt svala föremål synliga i våglängder med lägre energi som infraröd. En protoplanetär disk är en platt skiva som består av damm och gas som tros klumpas samman för att bilda planeter. Vårt solsystem bildades från en sådan skiva för ungefär fem miljarder år sedan. NASA: s Spitzer-teleskop hittade dussintals skivsportbruna dvärgar hittills, varav flera visar de första stadierna av planbyggnadsprocessen. Materialet i dessa diskar börjar hålla sig fast i det som kan vara ”frön” av planeter.
Med Spitzer upptäckte vetenskapsteamet Cha 110913-773444 cirka 500 ljusår bort i stjärnbilden Chamaeleon. Denna bruna dvärg är ung, bara cirka 2 miljoner år gammal. Teamet studerade egenskaperna hos den bruna dvärgen med infraröda instrument på de andra observatorierna. Den svala, dimma protoplanetära disken kunde endast upptäckas med Spitzers infraröda array-kamera, som utvecklades vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Under det senaste decenniet har framstegen inom astronomi lett till upptäckten av små bruna dvärgar och massiva extra-solplaneter, vilket har medfört en kvandär i taxonomin. "Det finns två läger när det gäller att definiera planeter kontra bruna dvärgar," säger teammedlem Giovanni Fazio från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. ”Vissa går efter storlek och andra går efter hur objektet bildades. Till exempel skulle detta nya objekt kallas en planet baserat på dess storlek, men en brun dvärg baserad på hur den bildades. ” Om man skulle kalla objektet en planet, sa Fazio, kan Spitzer ha upptäckt sin första "månbildande" skiva. Oavsett vad den slutliga etiketten kan vara, är en sak klar: Universumet producerar några konstiga solsystem som är mycket annorlunda än våra egna. Andra medlemmar av upptäckteamet är Lucia Adame och Paola D’Alessio från National Autonomous University of Mexico och Nuria Calvet och Lee Hartmann från University of Michigan.
Det 4-meters Blanco-teleskopet vid Cerro Tololo Inter-American Observatory i Chile är en del av National Optical Astronomy Observatory, som drivs av Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) Inc. under ett samarbetsavtal med National Science Fundament. Det närliggande 8-meters Gemini South-teleskopet hanteras också av AURA. NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md., Byggde Spitzers infraröda array-kamera. Instrumentets huvudutredare är Giovanni Fazio. Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, hanterar Spitzer-uppdraget för NASA. Vetenskapliga operationer bedrivs vid Spitzer Science Center vid California Institute of Technology i Pasadena.
Ursprungskälla: Penn State University
