En konstnärs föreställning om en brun dvärgstjärna, ett föremål som är mer massivt och hetare än en planet men inte tillräckligt massivt för att bli en normal stjärna. Bruna dvärgar av Y-typ är den coolaste undergruppen med yttemperaturer mellan cirka 200-500 grader kelvin. En ny studie av de tjugofyra kända Y-dvärgarna finner att modellerna för de coolaste av dem misslyckas med att förklara de observerade egenskaperna. Kredit:NASA
Bruna dvärgstjärnor är misslyckade stjärnor. Deras massor är så små, mindre än ett åttiotal Jupiter-massor, att de saknar förmågan att värma upp sitt inre till de cirka tio miljoner kelvintemperaturer som krävs för normal väteförbränning (väteförbränning ger bränsle till solen, vars yttemperatur är cirka 5700 kelvin).
Yttemperaturerna och egenskaperna hos bruna dvärgar beror på deras exakta massor och ålder, och sträcker sig från några tusen grader ner till bara 200 kelvin (jämförbart med jordens yttemperatur) där den varmaste gruppen betecknas som L-dvärgar, den näst varmaste gruppen som T Dwarfs, och de coolaste objekten som Y Dwarfs. Inte överraskande, för att de är så coola, bruna dvärgar är svaga och svåra att upptäcka, och även om teoretiker förutspår att det kan finnas lika många bruna dvärgstjärnor som det finns normala stjärnor är vår förståelse av deras evolution och inre egenskaper ganska ofullständig.
NASA:s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), som var känslig för utsläpp från kalla föremål, upptäckte Y-klassen av bruna dvärgar 2011, och idag är det tjugofyra av dem kända.
CfA-astronomen Caroline Morley och hennes kollegor använde Spitzer Space Telescope och Gemini-observatoriet, samt några andra faciliteter, för att förfina avstånden, ljusstyrkor, färger, och spektrala egenskaper hos dessa objekt och jämförde resultaten med nuvarande modeller.
Forskarna bestämde massorna och åldrarna för tjugotvå av dem, och bekräftade att åtminstone för de lite varmare Y-dvärgarna (vars temperaturer är runt 450 kelvin) stämmer de molnfria ytmodellerna överens med observationer.
Alla av dem har elementära överflöd som är jämförbara med dem som finns i solen, och alla verkar ha turbulenta atmosfärer. Men för de coolaste objekten, vars temperaturer är mer som 250 kelvin, modellerna stämmer inte överens.
Ett större urval av objekt för studier skulle hjälpa till att begränsa parametrarna, men författarna noterar att det är osannolikt att fler kommer att hittas förrän ett mer känsligt infrarött uppdrag flygs.
