Brun dvärg illustration. Kredit:NOIRLab
Bruna dvärgar, mystiska föremål som går över gränsen mellan stjärnor och planeter, är väsentliga för vår förståelse av både stjärn- och planetariska populationer. Men bara 40 bruna dvärgar kunde avbildas runt stjärnor i nästan tre decennier av sökningar. Ett internationellt team ledd av forskare från Open University och University of Bern avbildade direkt en anmärkningsvärd fyra nya bruna dvärgar tack vare en ny innovativ sökmetod.
Bruna dvärgar är mystiska astronomiska objekt som fyller gapet mellan de tyngsta planeterna och de lättaste stjärnorna, med en blandning av stjärn- och planetegenskaper. På grund av denna hybridnatur är dessa förbryllande föremål avgörande för att förbättra vår förståelse av både stjärnor och jätteplaneter. Bruna dvärgar som kretsar kring en förälderstjärna på tillräckligt långt avstånd är särskilt värdefulla eftersom de kan fotograferas direkt – till skillnad från de som är för nära sin stjärna och därför döljs av dess ljusstyrka. Detta ger forskare en unik möjlighet att studera detaljerna i de kalla, planetliknande atmosfärerna hos bruna dvärgkamrater.
Men trots anmärkningsvärda ansträngningar för utvecklingen av ny observationsteknik och bildbehandlingstekniker har direkta upptäckter av bruna dvärgkompisar till stjärnor förblivit ganska sparsamma, med endast ett 40-tal system avbildade i nästan tre decennier av sökningar. Forskare ledda av Mariangela Bonavita från Open University och Clémence Fontanive från Center for Space and Habitability (CSH) och NCCR PlanetS vid universitetet i Bern avbildade fyra nya bruna dvärgar direkt som de rapporterar i en studie som just har publicerats i tidskrift Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society . Detta är första gången som flera nya system med bruna dvärgkompanjoner på breda orbitalseparationer har tillkännagivits samtidigt.
Innovativ sökmetod
"Breddvärgkamrater med bred omloppsbana är sällsynta till att börja med, och att upptäcka dem direkt innebär enorma tekniska utmaningar eftersom värdstjärnorna helt förblinda våra teleskop", säger Mariangela Bonavita. De flesta undersökningar som gjorts hittills har varit blint inriktade på slumpmässiga stjärnor från unga kluster. "Ett alternativt tillvägagångssätt för att öka antalet upptäckter är att bara observera stjärnor som visar indikationer på ytterligare ett objekt i deras system", förklarar Clémence Fontanive. Till exempel kan sättet som en stjärna rör sig under gravitationsdraget av en följeslagare vara en indikator på existensen av den följeslagaren, oavsett om det är en stjärna, en planet eller något däremellan.
"Vi utvecklade COPAINS-verktyget som förutsäger de typer av följeslagare som kan vara ansvariga för observerade anomalier i stjärnrörelser", fortsätter Clémence Fontanive. Genom att använda COPAINS-verktyget valde forskargruppen noggrant ut 25 närliggande stjärnor som verkade lovande för direkt detektering av dolda följeslagare med låg massa baserat på data från rymdfarkosten Gaia från European Space Agency (ESA). Genom att sedan använda SPHERE-planetsökaren vid Very Large Telescope i Chile för att observera dessa stjärnor, upptäckte de framgångsrikt tio nya följeslagare med banor som sträckte sig från Jupiters till bortom Plutos, inklusive fem lågmassa stjärnor, en vit dvärg (en vit dvärg). tät stjärnrest), och en anmärkningsvärd fyra nya bruna dvärgar.
Stor ökning av upptäcktsfrekvensen
"Dessa fynd ökar markant antalet kända bruna dvärgar som kretsar runt stjärnor från stora avstånd, med en stor ökning av detektionshastigheten jämfört med någon tidigare bildundersökning", som Mariangela Bonavita förklarar. Även om detta tillvägagångssätt för närvarande mestadels är begränsat till signaturer från bruna dvärg- och stjärnkompisar, kommer framtida faser av Gaia-uppdraget att driva dessa metoder till lägre massor och möjliggöra upptäckten av nya gigantiska exoplaneter. Clémence Fontanive tillägger:"Utöver att ha så många nya upptäckter på en gång, visar vårt program också kraften i dessa sökstrategier."
"Detta resultat var endast möjligt för att vi trodde att, när vi kombinerar rymd och markbaserade anläggningar för att direkt avbilda exoplaneter, är helheten större än summan av dess delar. Vi hoppas att detta kommer att bli början på en ny era av synergi mellan olika instrument och detektionsmetoder", avslutar Mariangela Bonavita. + Utforska vidare
