Zimny i odległy: poznaj najnowszego brązowego karła

Zwykle uważane za gwiazdy, którym nie do końca się powiodło, brązowe karły są klasą obiektów bez wystarczającej masy, aby przejść syntezę wodoru, jak inne gwiazdy ciągu głównego, ale wystarczająco ciężkich, aby spalać deuter, co odróżnia je od ich kuzynów – planet gazowych olbrzymów. Ze słabym widmem i złożonymi ścieżkami ewolucji, odkrycie właściwości brązowego karła może być znacznie trudniejsze niż typowej gwiazdy czy planety, szczególnie jeżeli brązowy karzeł nie ma towarzysza, który pomógłby określić jego wiek i masę.
Wizja artystyczna brązowego karła z pasmem chmur w jego atmosferze. Źródło: NASA/ESA/JPL

Jednak, jak zawsze astronomowie często dzielą brązowe karły na trzy typy widmowe – L, T i Y – w zależności od ich temperatury. Najzimniejsza i najnowsza kategoria brązowych karłów, karły typu Y, okazała się jak dotąd szczególnie trudna do zbadania. Spośród 25 znanych karłów typu Y, tylko jeden, WD0806-661B ma towarzysza o masie gwiazdowej. Ponieważ obecność towarzysza pozwala na zastosowanie takich technik jak prędkości radialne do określenia parametrów układu, oznacza to, że w szeregach najzimniejszych brązowych karłów brakuje dobrze wyznaczonych mas i wieku.

Poznaj Ross 19B, najnowsze odkrycie projektu nauki obywatelskiej Backyard Worlds: Planet 9. Jak sugeruje oznaczenie „B”, Ross 19B jest towarzyszem pobliskiej gwiazdy typu M, Ross 19A, i po raz pierwszy został zidentyfikowany jako kandydat na brązowego karła (i oznaczony jako CWISE J021903.84+352112.2) przez naukowców amatorów Samuela Goodmana, Léopolda Gramaize'a, Austina Rothermicha i Huntera Brooksa. Przeszukując zestawy zdjęć z misji WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), naukowcy amatorzy byli w stanie zidentyfikować, że Ross 19A i obiekt kandydujący mają podobne ruchy właściwe – sposób, w jaki pobliskie obiekty wydają się poruszać po niebie w stosunku do bardziej odległych gwiazd, które pozostają względnie stałe. Ten rodzaj współruchów sugeruje, że Ross 19A i kandydat są prawdopodobnie fizycznie powiązane i mogą być układem podwójnym.

Aby potwierdzić, że obiekt kandydujący jest rzeczywiście towarzyszem Ross 19A i nie jest z nią przypadkowo zalignowany, autorzy pracy oszacowali prawdopodobieństwo, że te dwa obiekty poruszają się wspólnie, używając kodu CoMover. CoMover wykorzystuje zdolność oprogramowania BANYAN Σ do określenia, jak dobrze pozycja, ruch właściwy i paralaksa obiektu pasują do współrzędnych galaktycznych i prędkości pobliskich grup, takich jak asocjacje gwiazdowe. Dzięki nowemu narzędziu CoMover autorzy stwierdzili stuprocentowe prawdopodobieństwo, że Ross 19A i kandydat są fizycznie powiązane, a zespół oficjalnie wyznaczył nowego brązowego karła jako Ross 19B.

Co sprawia, że Ross 19B jest tak wyjątkowy?
Mając dostępną fotometrię i znaną odległość do układu Ross 19, typ widmowy Ross 19B można znaleźć poprzez obliczenie jej magnitudo w paśmie J i przeliczenie tego na klasyfikację widmową. Okazało się, że Ross 19B ma magnitudo w paśmie J równe ~19,6, co odpowiada granicy między karłami typu T i Y, oraz temperaturę około 500K. Czyni to Ross 19B najzimniejszym znanym towarzyszem brązowego karła w odległości 20 parseków od Słońca, z wyjątkiem jednego znanego towarzysza karła typu Y, WD0806-661B.

Wykorzystując towarzysza Ross 19B na swoją korzyść, autorzy pracy są również w stanie oszacować parametry fizyczne układu. Ross 19A jest gwiazdą o niskiej metaliczności, bez oznak aktywności takich jak rozbłyski gwiazdowe, co wskazuje, że gwiazda ma kilka miliardów lat. Używając tego oszacowania wraz z typem widmowym Ross 19B, modele ewolucyjne sugerują, że Ross 19B może mieć masę około 15-40 razy większą od masy Jowisza, co stanowi dolną granicę typowych mas brązowych karłów. Tymczasem, przy odległości ponad 11 000 jednostek astronomicznych, separacja Ross 19A i B czyni ten układ jednym z najszerszych znalezionych do tej pory!

Biorąc pod uwagę wszystkie te czynniki, Ross 19B stanowi fascynujące studium przypadku, które pomaga nam rozszerzyć naszą wiedzę o brązowych karłach na zimniejsze i szersze obszary.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono