Hvorfor - og hvordan - dannes brune dværge? Da disse kosmiske misfits falder et sted mellem planeter og stjerner med hensyn til deres temperatur og masse, har astronomer endnu ikke været i stand til at bestemme, hvordan de dannes: er deres begyndelse som planeter eller stjerner? Nu har Spitzer-rumteleskopet fundet, hvad der kunne være to af de yngste brune dværge. Mens astronomer stadig søger at bekræfte fundet af disse såkaldte "proto brown dwerger", har det givet et foreløbigt svar på, hvordan disse usædvanlige stjerner dannes.
De babybrune dværge blev fundet i Spitzer-data indsamlet i 2005. Astronomer havde fokuseret deres søgning i den mørke sky Barnard 213, en region i Taurus-Auriga-komplekset, som astronomer kendte som en jagtplads for unge genstande.
”Vi besluttede at gå flere skridt tilbage i processen, når (brune dværge) virkelig er skjult,” sagde David Barrado fra Centro de Astrobiología i Madrid, Spanien, hovedforfatter af papiret, offentliggjort i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. ”I dette trin ville de have en (uigennemsigtig) konvolut, en kokon, og de ville være lettere at identificere på grund af deres stærke infrarøde overskridelser. Vi har brugt denne egenskab til at identificere dem. Det er her Spitzer spiller en vigtig rolle, fordi Spitzer kan kigge inde i disse skyer. Uden det ville dette ikke have været muligt. ”
Barrado sagde, at fundene potentielt løser mysteriet om, hvorvidt brune dværge danner mere som stjerner eller planeter. Holdets fund? Brune dværge dannes som stjerner med lav masse.
Brune dværge er køligere og mere lette end stjerner og mere massive (og normalt varmere) end planeter. De er født af de samme tætte, støvede skyer, der gyder stjerner og planeter. Men selvom de måske deler den samme galaktiske børnehave, kaldes brune dværge ofte "mislykkede" stjerner, fordi de mangler massen af deres varmere, lysere stjernede søskende. Uden denne masse bliver gassen i deres kerne ikke varm nok til at udløse den nukleare fusion, der brænder brint - hovedkomponenten i disse molekylære skyer - til helium. Ikke i stand til at antænde som stjerner, ender brune dværge som køligere, mindre lysende genstande, der er vanskeligere at opdage - en udfordring, som i dette tilfælde blev overvundet af Spitzers varmefølsomme infrarøde vision.
Unge brune dværge udvikler sig også hurtigt, hvilket gør det vanskeligt at fange dem, når de først fødes. Den første brune dværg blev opdaget i 1995, og mens hundreder er blevet fundet siden, havde astronomer ikke været i stand til entydigt at finde dem i deres tidligste dannelsesstadier indtil nu.
Spitzers infrarøde kamera med længere bølgelængde trængte ind i den støvede natalsky for at observere STB213 J041757. Dataene, der blev bekræftet med næsten infrarød billeddannelse fra Calar Alto-observatoriet i Spanien, afslørede ikke andet end to af det, der potentielt kunne vise sig at være de svageste og fedeste brune dverge nogensinde observeret.
Tvillingene blev observeret fra hele kloden, og deres egenskaber blev målt og analyseret ved hjælp af en række kraftfulde astronomiske værktøjer. Et af astronomernes stop var Caltech Submillimeter Observatorium på Hawaii, der fangede tilstedeværelsen af konvolutten omkring de unge genstande. Denne information sammen med det, de havde fra Spitzer, gjorde det muligt for astronomerne at opbygge en spektral energifordeling - et diagram, der viser den mængde energi, der udsendes af objekterne i hver bølgelængde.
Fra Hawaii foretog astronomerne yderligere stop ved observatorier i Spanien (Calar Alto-observatoriet), Chile (Meget store teleskoper) og New Mexico (Very Large Array). De trak også tiårige data fra det canadiske Astronomy Data Center-arkiv, der gjorde det muligt for dem relativt at måle, hvordan de to objekter bevægede sig i himlen. Efter mere end et års observationer trak de deres konklusioner.
”Vi var i stand til at estimere, at disse to genstande er de svageste og fedeste, der er hidtil opdaget,” sagde Barrado. Denne teori styrkes, fordi ændringen i objekternes lysstyrke ved forskellige bølgelængder matcher ændringen fra andre meget unge stjerner med lav masse.
Mens yderligere undersøgelser vil bekræfte, om disse to himmelobjekter faktisk er proto-brune dværge, er de hidtil de bedste kandidater, sagde Barrado. Han sagde, at rejsen til deres opdagelse, selv om den var vanskelig, var sjov. ”Det er en historie, der er blevet udfoldet stykke for stykke. Undertiden tager naturen sig tid til at opgive sine hemmeligheder. ”
Lead billed caption: Dette billede viser to unge brune dværge, objekter, der falder et sted mellem planeter og stjerner med hensyn til deres temperatur og masse. Billedkredit: NASA / JPL-Caltech / Calar Alto Obsv./Caltech Sub. Obsv.
Kilde: JPL
