Varför - och hur - bildas bruna dvärgar? Eftersom dessa kosmiska missfall faller någonstans mellan planeter och stjärnor i termer av deras temperatur och massa, har astronomer ännu inte kunnat avgöra hur de bildar: är deras början som planeter eller stjärnor? Nu har Spitzer Space Telescope hittat vad som kan vara två av de yngsta bruna dvärgarna. Medan astronomer fortfarande letar efter att bekräfta upptäckten av dessa så kallade "proto brown dvärgar" har det gett ett preliminärt svar på hur dessa ovanliga stjärnor bildas.
De småbruna dvärgarna hittades i Spitzer-data som samlades in 2005. Astronomer hade fokuserat sin sökning i det mörka molnet Barnard 213, ett område i Taurus-Auriga-komplexet som är välkänt för astronomer som en jaktplats för unga föremål.
"Vi beslutade att gå flera steg tillbaka i processen när (bruna dvärgar) verkligen är dolda," säger David Barrado från Centro de Astrobiología i Madrid, Spanien, huvudförfattare till tidningen, publicerad i tidskriften Astronomy & Astrophysics. ”Under detta steg skulle de ha ett (ogenomskinligt) kuvert, en kokong, och de skulle vara lättare att identifiera på grund av deras starka infraröda överskott. Vi har använt den här egenskapen för att identifiera dem. Det är där Spitzer spelar en viktig roll eftersom Spitzer kan titta in i dessa moln. Utan det hade detta inte varit möjligt. ”
Barrado sade att resultaten potentiellt löser mysteriet om huruvida bruna dvärgar bildar mer som stjärnor eller planeter. Teamets resultat? Bruna dvärgar bildas som lågmassiga stjärnor.
Bruna dvärgar är svalare och lättare än stjärnor och mer massiva (och normalt varmare) än planeter. De är födda av samma täta, dammiga moln som spawn stjärnor och planeter. Men medan de kanske delar samma galaktiska barnkammare, kallas bruna dvärgar ofta "misslyckade" stjärnor eftersom de saknar massan av deras hetare, ljusare stjärna syskon. Utan den massan blir gasen i deras kärna inte tillräckligt varm för att utlösa kärnfusionen som bränner väte - huvudkomponenten i dessa molekylära moln - till helium. Om det inte går att antända som stjärnor, hamnar bruna dvärgar som svalare, mindre lysande föremål som är svårare att upptäcka - en utmaning som i detta fall övervunnits av Spitzers värmekänsliga infraröda vision.
Unga bruna dvärgar utvecklas också snabbt, vilket gör det svårt att fånga dem när de först föddes. Den första bruna dvärgen upptäcktes 1995 och medan hundratals har hittats sedan hade astronomer inte kunnat entydigt hitta dem i sina tidigaste bildningsstadier tills nu.
Spitzers infraröda kamera med längre våglängd trängde in i det dammiga natala molnet för att observera STB213 J041757. Uppgifterna, bekräftade med nära-infraröd avbildning från Calar Alto Observatory i Spanien, avslöjade inte en utan två av vad som potentiellt skulle kunna visa sig vara de svagaste och coolaste bruna dvärgarna som någonsin har observerats.
Tvillingarna observerades från hela världen, och deras egenskaper mättes och analyserades med hjälp av en mängd kraftfulla astronomiska verktyg. En av astronomernas stopp var Caltech Submillimeter Observatory på Hawaii, som fångade närvaron av kuvertet runt de unga föremålen. Denna information, tillsammans med vad de hade från Spitzer, gjorde det möjligt för astronomerna att bygga en spektral energifördelning - ett diagram som visar hur mycket energi som släpps ut av föremålen i varje våglängd.
Från Hawaii gjorde astronomerna ytterligare stopp vid observatorierna i Spanien (Calar Alto Observatory), Chile (Very Large Telescopes) och New Mexico (Very Large Array). De hämtade också årtionden gamla data från de kanadensiska Astronomy Data Center-arkiven som tillät dem att jämföra hur de två föremålen rör sig i himlen. Efter mer än ett års observationer drog de sina slutsatser.
"Vi kunde uppskatta att dessa två objekt är de svagaste och coolaste hittills hittills," sa Barrado. Denna teori förstärks eftersom förändringen i ljusstyrka för objekten med olika våglängder matchar den hos andra mycket unga stjärnor med låg massa.
Medan ytterligare studier kommer att bekräfta om dessa två himmelsföremål i själva verket är proto brown dvärgar, är de de bästa kandidaterna hittills, sade Barrado. Han sa att resan till deras upptäckt, även om den var svår, var rolig. ”Det är en berättelse som har utvecklats bit för bit. Ibland tar naturen sin tid att ge upp sina hemligheter. ”
Huvudbildtexter: Denna bild visar två unga bruna dvärgar, föremål som faller någonstans mellan planeter och stjärnor i termer av deras temperatur och massa. Bildkredit: NASA / JPL-Caltech / Calar Alto Obsv./Caltech Sub. Obsv.
Källa: JPL
