Ibland är de konstigaste stjärnupptäckterna rätt i vårt eget kosmiska område. Astronomer gjorde nyligen en intressant upptäckt när de lägger en ny uppsättning teleskop genom sina steg: ett förmörkande par med stjärna bruna dvärgar.
Sökningen är 2MASSW J1510478-281817, även kallad 2M1510. Förkortningen '2MASS' i beteckningen hänvisar till 2-Micron All-Sky Survey. Paret ligger 119 ljusår (36,6 parsec) avlägset i konstellationen Libra the Scales, nära dess gräns med Lupus the Wolf.
Undersökningsteleskop som gjort fyndet är en del av projektet SPECULOOS (Sök efter beboelige planeter EClipsing ULtra-COOl Stars), ett batteri med fyra Ritchey-Chrétien-teleskop med en diameter på 1 meter belägen vid Paranal Observatory-komplexet i Chile. Ett femte motsvarighetsteleskop med namnet Artemis beläget på Kanarieöarna är en del av undersökningen SPECULOOS North.
De två bruna dvärgarna kretsar runt varandra en gång var 21 dag, med 2M1510Aa den lite mer massiva av de två vid 40 Jupiter-massor, jämfört med dess följeslagare 2M1510Ab, vid en smalare 39,3 Jupiter-massa. Båda är av bruna dvärgar av M-typ och kretsar runt ett ömsesidigt barycenter med bara 0,063 AU (5,9 miljoner miles eller 9,5 miljoner kilometer) från varandra.
En tredje, moredistant brun dvärg betecknad 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) är också en del av det komplexa systemet. Detta tredje objekt kretsar kring 250Astronomical Units (AU) från det primära paret. Det är över sextio gånger det genomsnittliga avståndet från solen till Pluto.
"SPECULOOS-programmet letar efter exoplaneter som övergår mycket lågmassiga stjärnor och bruna dvärgar, och ett par bruna dvärgar bredvid varandra på himlen verkade vara ett bra mål," säger Adam Burgasser från UC San Diego, en författare på studie. "Vi blev förvånade över att upptäcka att det verkligen var tre bruna dvärgar!"
Upptäckten rapporterades i den senaste tidskriften Natur: astronomi. Forskare använde de fyra 8,2-metersinstrument som bildar Very Large Telescope, som också ligger vid Cerro Paranal, Chile i Atacama-öknen och den nära-infraröda spektrografen (NIRSPEC) som ligger vid Keck-observatoriet på toppen av Mauna Kea på Hawaii för att verifiera hitta. Båda är utrustade för att mäta hastigheter i det infraröda, bandet där bruna dvärgar toppar. Den observerade förmörkelsehändelsen varade i cirka 90 minuter.
"Det är (2M1510) del av SPECULOOS mållista som innehåller alla ultracool dvärgar vars avstånd är mindre än 40 parsec mätt med Gaia-satelliten och vars radie är mindre än 0,15 solradie," säger Michaël Gillon (University of Liège, Belgien) . "Med SPECULOOS borde vi upptäcka flera liknande system under de närmaste åren, inklusive nya potentiellt bebodliga jordstorlekar som är väl lämpade för detaljerad atmosfärisk karaktärisering med James Webb."
Bruna dvärgar ockuperar zonen mellan fullstjärniga stjärnor på 80 gånger Jupiters massa (7,7% solens massa) och 13 Jupitermassor. Paret 2M1510 är båda bruna dvärgar av M-typ och upptar ett utrymme mitt i detta massområde. Även om bruna dvärgar inte är tillräckligt massiva för att upprätthålla fullskalig fusion via proton-protonkedjan som röda dvärgstjärnor, kan de fortfarande långsamt sjuda med lågklassig deuteriumfusion vid sina kärnor. Den genomsnittliga yttemperaturen för en M-dvärg är 2 600 Kelvin (2300 grader Celsius).
Även om bruna dvärgar är svaga mål, är de förmodligen en av de vanligaste objekten i universum.
Upptäckten representerar endast det andra kända förmörkande bruna dvärgparet. Först är det lösta paret 2MASS J05352184-0546085AB i OrionNebula, ett relativt ungt par på bara uppskattningsvis en miljonår gammalt.
Ett annat spännande brunt dvärgpar hittades 2003 som kretsade runt huvudsekvensstjärnan Epsilon Indi.
SPECULOOS-undersökningen kommer att specialisera sig i att rikta exoplaneter i de bebörliga zonerna för coola dvärgstjärnor. En sådan dvärgstjärna med exoplaneter som heter TRAPPIST-1 bröt stort i nyheterna 2015, och sådana "minisolssystem" kan vara vanliga i kosmos.
"2M1510 observerades som en del av SPECULOOSs idrifttagningsprogram," säger Burgasser. ”Nu är teleskopet igång, och teamet övervakar flera lågmassastjärnor och bruna dvärgar för att söka efter övergående exoplaneter. Vi följer också upp (på) några av de exoplanetssystem som upptäckts av uppdraget TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). När som helst vi kan titta på universumet på ett nytt sätt, upptäcker vi ofta något spännande eller oväntat. ”
2M1510 är också medlem i Argus Moving Group of stars. Detta 45 miljoner år gamla kluster av relativt unga stjärnor upptäcktes 2018. Medlemskap i en stellarförening eller rörlig grupp förrådas av stjärnor som delar en gemensam ordentlig rörelse över himlen. Hyaderna i stjärnbilden Taurus är en berömd stellarförening i närheten, liksom Ursa Major Moving Group, som innehåller de flesta stjärnorna i Big Dipper-asterismen.
Upptäckten är viktig eftersom inte bara medlemskapet i det bruna dvärgparet som en del av Argus Moving Group minskar parets ålder, utan deras fysiska förening, tillsammans med det faktum att de ömsesidigt förmörkats längs vår siktlinje, tillåter astronomer för att ytterligare karakterisera de två i termer av massa. Understjärniga bruna dvärgar som 2M1510-paret tros vara mycket lika med massiva exoplaneter.
Denna spännande upptäckt gör det möjligt för forskare att inte bara karakterisera stora massexoplaneter, utan också sätta modeller av hur bruna dvärgar utvecklas och svalnar till det mesta.
"Våra mätningar berättar att massan, radien och åldern förklaras mycket väl av modeller vars grunder är 30 år gamla," säger Amaury Triaud från University of Birmingham, huvudförfattare på studien. ”Det här är anmärkningsvärt. Det säger också att ljusstyrkan hos bruna dvärgar är lite av jämfört med modeller. Så vi vet nu att modellerna är väldigt bra, men att vi fortfarande måste göra dem bättre. ”
Det skulle vara märkligt att se ett sådant par på nära håll: ingen analog för en brun dvärg finns i vårt solsystem. Det kommer att vara intressant att se vilka andra upptäckter som kommer från SPECULOOS-undersökningen inom en snar framtid.
-Led bildkredit: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.
