IC 348, gefotografeerd met NIRCam. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, and K. Luhman and C. Alves de Oliveira (Penn State University)
Je hebt sterren en je hebt planeten en in het vage gebied daartussen heb je… bruine dwergen, mislukte sterren die spreekwoordelijk tussen tafellaken en servet vallen. Het zijn objecten die te licht zijn om kernfusie te krijgen in het centrum, maar die te zwaar zijn om als gasplaneet á la Jupiter door het leven te gaan. Op de Wikipedia worden ze gedefinieerd als zijnde objecten met een massa tussen 13 en 80 Jupitermassa’s, maar onderzoek met Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) en Webb’s NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) laat nu zien dat het nóg lichter kan. Kevin Luhman (Pennsylvania State University) en zijn team hebben met die twee instrumenten gekeken naar IC 348, een stercluster 1000 lichtjaar van ons vandaan, gelegen in een stervormingsgebied in het sterrenbeeld Perseus. Het is een jonge cluster van circa vier miljoen jaar oud en die jeugdigheid maakt het gemakkelijk om er bruine dwergen in te herkennen, omdat ze dan nog flink gloeien in het infrarood, als gevolg van hun ontstaan als ‘mislukte ster’.
IC 348 met drie bruine dwergen ingezoomd. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, and K. Luhman and C. Alves de Oliveira (Penn State University)
Met Webb’s scherpe blik in het infrarood was men in staat om onderscheid te maken tussen roodgekleurde objecten die een bruine dwerg zijn en welke een achtergrondstelsel zijn. Drie bruine dwergsterren bleken van de lichte categorie te zijn, wegend tussen drie en acht Jupitermassa’s en met temperaturen tussen 800 en 1500 °C. De lichtste van het trio blijkt ergens tussen drie en vier Jupitermassa’s te wegen, een nieuw record. De vraag is boeiend hoe deze drie los rondzwervende bruine dwergen precies zijn ontstaan en wat hun nou precies onderscheid van de gasreuzen onder de planeten. Tussen de lichtste bruine dwergen en de zwaarste gasreuzen is een flinke overlap, dus duidelijk moet zijn welke processen nou precies gaande zijn als deze onderscheiden objecten ontstaan en zich verder ontwikkelen. Het verschil is in ieder geval dat de gasreuzen zich altijd in de buurt van een moederster bevinden, en meestal moeilijker te zien zijn omdat ze zich vlakbij hun ster bevinden, waardoor te overstraald worden.
Geannoteerde foto van IC 348. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, and K. Luhman and C. Alves de Oliveira (Penn State University).
Bij twee bruine dwergen in IC 348 werd in ieder geval koolwaterstof gedetecteerd, een molecuul dat waterstof en koolstof bevat en dat door Cassini ook bij Saturnus en z’n maan Titan is gedetecteerd. Het is voor het eerst dat het nu in de atmosfeer van een object buiten het zonnestelsel is gevonden. Er bestaat nog een mogelijkheid dat de drie objecten toch gasreuzen zijn, maar die dan in het verleden uit hun sterstelsel zijn gekatapulteerd door één of andere reden. Toch lijkt dat om meerdere redenen onwaarschijnlijk, bijvoorbeeld omdat het niet waarschijnlijk is dat sterren in IC 348 in staat zijn om zulke zware planeten te produceren. Ook is de leeftijd van de cluster (vier miljoen jaar oud) te jong om de planeten te laten ontstaan én ze uit hun systeem te werpen.
De resultaten van het onderzoek aan de bruine dwergen in IC 348 zijn hier te vinden en zijn verschenen in the Astronomical Journal.
Bron: ESA/Webb.
