19 april 2019

Zijn bruine dwergen nu mislukte sterren of superplaneten?

Artistieke impressie van een bruine dwerg van het T-type.

Bruine dwergsterren behoren tot de meest merkwaardige objecten in het universum. Dit soort “mislukte sterren” vormen de overgang tussen echte sterren en planeten. Ze zijn veel groter en heter dan planeten en stralen vaak een zachte gloed uit. Ze zijn echter veel kleiner en koeler dan sterren en kunnen zelfs wolken en “weer” hebben, net als planeten. Bruine dwergen hebben altijd een massa van minimaal 13 Jupiters. Dit geeft ze voldoende “gewicht” om (tijdelijk) aan fusie te doen, hoewel ze niet massief genoeg zijn om aan echte waterstoffusie te doen (de energiebron van sterren zoals de zon). Dat betekent dat bruine dwergen bijzonder weinig zichtbaar licht produceren en dus zeer lastig te vinden zijn.

Dat neemt niet weg dat inmiddels voldoende bruine dwergen ontdekt zijn om iets zinnigs te kunnen zeggen over hun verspreiding. Statistische analyses hebben bijvoorbeeld uitgewezen dat onze Melkweg 100 miljard van dit soort mislukte sterren zou moeten bevatten en wellicht zelfs het driedubbele. Hoe dit soort werelden precies ontstaan is echter lange tijd een raadsel gebleven.

Het signaal waaruit het bestaan van de mega-planeten bij V Ophiuchi is afgeleidt.

Bruine dwergen bestaan in twee smaken: ten eerste de “losse” bruine dwergen die door het heelal zwerven en hun baantjes voltooien rondom de kern van het melkwegstelsel. Ten tweede heb je de zogenaamde “planetaire” bruine dwergen, die rondom een moederster draaien zoals de aarde dat jaarlijks doet. Beide soorten objecten zouden op verschillende wijze kunnen zijn ontstaan. Astronomen vermoeden dat “losse” bruine dwergen werkelijk mislukte sterren zijn, oftewel ontstaan zijn vanuit het ineenstorten van een interstellaire gaswolk (net als de zon). Maar hoe zit het met de andere categorie?

Om dit mysterie te ontrafelen hebben sterrenkundigen elf jaar lang waarnemingen verricht bij de massieve ster V Ophiuchi, die zich bevindt op een afstand van 150 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Slangendrager. Uit de signalen die verkregen zijn door de waarnemingen, is het bestaan tevoorschijn gekomen van twee kleinere begeleiders, die in respectievelijk 530 en 3158 dagen rondom de moederster draaien. Hiermee vormen de twee “planeten” een zogenaamde 6:1 resonantie. Dat betekent dat de eerste begeleider precies 6 omloopbanen voltooit als de tweede er één doet.

Okee, allemaal leuk en aardig, maar waarom is dit belangrijk? Wel, aanvullende analyses hebben uitgewezen dat beide planeten een massa hebben van boven de 13 Jupitermassa’s en dus bruine dwergen zijn. Gezien hun locatie en eigenschappen, zijn deze vermoedelijk ontstaan vanuit accretie binnen een omvangrijke circumstellaire schijf – net zoals planeten als de aarde. Dat kan maar één ding betekenen: de bruine dwergen die rondom V Ophiuchi draaien zijn eigenlijk supermassieve mega-planeten. Dit resultaat zegt overigens weinig over het ontstaan van interstellaire (zwervende) bruine dwergen. Die zouden nog altijd op alternatieve wijze kunnen zijn ontstaan.

Het volledige vakartikel betreffende de ontdekking kan hier ingezien worden.

Bron: Universiteit van Heidelberg

Reacties

  1. Olaf van Kooten Olaf van Kooten zegt

    Feitelijk is de naam van dit artikel een beetje flauw. Het antwoord is immers: dat ligt eraan!

  2. Robert Heijd zegt

    Zo’n wereld zou ook een kandidaat zijn voor het herbergen van buitenaards leven, vanwege de aanwezige warmtebron and beschermende atmosfeer. Het zou daar wel een tikkeltje anders ontwikkelen dan bij ons vermoed ik.

  3. “Bruine dwergen bestaan in twee smaken: …”

    Behelst dat verschil in ‘smaak’ slechts de locatie waar we de Bruine Dwerg nu vinden?

    Of is er ook een verschil in bv samenstelling, oppervlaktetemperatuur of ‘weer’ 😕
    Betekend het bv ook dat er geen ‘vrije’ Dubbel-Bruine Dwerg-stelsels kunnen ontstaan?
    Hebben ‘Bruine satellieten’ meer Methaan, Ammonia en Waterdamp in hun atmosfeer dan vrije Bruine Dwergen?

    [ Vragen, waarvan ik na het leven van de intro dacht een soort van antwoord op te krijgen… 🙁 😉 ]
    Vriendelijke groet, Paul

  4. Olaf van Kooten Olaf van Kooten zegt

    Hoi Paul, met “smaken” bedoel ik in dit geval inderdaad de locatie, maar dat zegt ook iets over de manier van ontstaan. Losse bruine dwergen ontstaan als sterren en planetaire bruine dwergen als planeten, iets wat al vermoed werd maar nu is bevestigd. Natuurlijk zijn er uitzonderingen: een bruine dwerg die als planeet is ontstaan kan weggeslingerd worden door interacties met andere “planeten” (al dan niet boven de 13 Jupitermassa’s) en wordt dan plotseling een “losse”!

    Overigens zullen beide smaken bruine dwergen ook verschillen qua samenstelling, aangezien vanuit accretie in beginsel een vaste kern wordt gevormd. Dat betekent dat planetaire bruine dwergen voor een groter deel uit elementen bestaan die zwaarder zijn dan waterstof en helium en wellicht zorgt dit voor een ander “soort” wolken, maar ik moet bekennen dat ik het ook niet precies weet.

    Dus: de twee smaken bruine dwergen verschillen niet alleen in locatie, maar ook in samenstelling (aangezien ze op verschillende wijze ontstaan). Dit verschil is met de huidige techniek lastig te achterhalen en van “veraf” zien beide smaken er gewoon hetzelfde uit. Vandaar de focus op “location, location” 😉

  5. Olaf van Kooten Olaf van Kooten zegt

    Natuurlijk kunnen er vrije dubbele bruine dwergen ontstaan. Bij het instorten van een massieve gaswolk tot een ster, vindt vaak fragmentatie plaats, hetgeen kan resulteren in een binaire of zelfs een drievoudige ster. Iets dergelijks kan natuurlijk ook gebeuren bij een veel kleinere gaswolk waaruit dan één of meer bruine dwergen tevoorschijn komen.

    Maar ja: rondom een supermassieve bruine dwerg (zeg maar net onder de waterstoffusie-limiet) zou wellicht voldoende materiaal “over blijven” om een begeleidende bruine dwerg (zeg maar net boven de planeet-limiet) te vormen via accretie (dus als een “planeet”). Maar dat is lastig te achterhalen! Het is dus allemaal een beetje nattevingerwerk, totdat we een veel betrouwbaardere manier vinden dan locatie om de twee smaken bruine dwergen van elkaar te onderscheiden.

    Overigens geldt bovenstaande ook voor planeten. Als objecten met minder dan 13 Jupitermassa’s “zomaar” door het heelal zwerven, noemen we het zwerfplaneten die zijn weggeslingerd van de moederster. Echter: ook objecten met een planetaire massa kunnen ontstaan vanuit het ineenstorten van een (in dit geval heel kleine) gaswolk! Dus zoals een ster!

    Dat betekent dat er twee smaken interstellaire objecten van planetaire massa bestaan: degene die als sterren zijn ontstaan (en als sub-bruine dwergen bekend staan) en degene die als planeten zijn ontstaan (de echte zwerfplaneten). Maar ja, als je een zwerfplaneet van 5 Jupitermassa’s naast een sub-bruine dwerg van 5 Jupitermassa’s zet, zie het verschil echt niet! Dus wat voor smaak is het? Wie het weet mag het zeggen….

  6. Olaf van Kooten Olaf van Kooten zegt

    Overigens zijn de sub-bruine dwergen sowieso bijzonder qua terminologie. Ik bedoel, objecten die rondom bruine dwergen draaien worden over het algemeen planeten genoemd. Maar hoe zit het dan met sub-bruine dwergen? Zijn dan nou planeten of manen? Bij zwerfplaneten is het duidelijk: daar draaien manen omheen, geen planeten. Zo zou je dus tot de bijzondere conclusie komen dat rondom een zwerfplaneet van 5 Jupitermassa’s manen draaien, maar rondom een sub-bruine dwerg van 5 Jupitermassa’s planeten! Zelfs al zien de “moederster/planeet” en de “begeleiders” er exact hetzelfde uit!

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: