Nya rön om bruna dvärgstjärnor bildas

 

Bruna dvärgar är enligt de flesta astrofysiker misslyckade stjärnbildningar. Ett mellanting mellan stjärna och gasplanet. Detta eftersom de inte har tillräcklig med massa för att starta en förbränning av väte i sina kärnor och därmed en stjärnbildning samtidigt som för mycket massa att bli en gasplanet.

Astrofysiker fokuserar på de yngsta bruna dvärgarna de så kallade proto-bruna dvärgarna (de som är i början av sin bildning). De är bara några tusen år gamla och är fortfarande i de tidiga formationsstadierna. Astrofysiker vill veta om gasen och dammet i dessa proto-bruna dvärgar liknar sammansättningen av de yngsta solliknande protostjärnorna (de som sedan blir stjärnor av olika storlek och styrka som ex vår sol).

Man fokuserar på metan vilket är en enkel och mycket stabil gasmolekyl som när den väl har bildats endast kan förstöras av högenergiska fysiska processer. Metan har hittats på flera exoplaneter.

Metan har spelat en grundläggande roll i att identifiera och studera egenskaperna hos de äldsta bruna dvärgarna i vintergatan. Bruna dvärgar i en ålder av flera hundra miljoner till flera miljarder år gamla.

Nu har för första gången ett team Astrofysiker lett av LMU-astrofysikern Basmah Riaz på Münchens universitet upptäckt deutererad metan (CH3D) i tre protobruna dvärgar. Det är den första tydliga upptäckten av CH3D utanför vårt solsystem. Det är ett oväntat resultat. Detta då proto bruna dvärgar är mycket kalla och täta objekt och därmed svåra att studera, hitta och finna  metansignaturer i om man använder det infraröda sökområdet men lättare om man använder i millimetervågområdet. Detta gäller då man söker signaturer av deutererad metan, då det gäller metan i sig  är förhållandet motsatt (då söks detta inom det infraröda fältet).

Det är oväntat att även om det bara finns en solliknande protostjärna känd hittills där CH3D  preliminärt upptäckts har LMU-teamet upptäckt CH3D i 3 proto bruna dvärgar (nybildade dvärgar där man kan söka  CH3D). Proto bruna dvärgar uppvisar en rik varm organisk kemi och bör kanske även omtolkas i sin protostjärnfas.

"Metanet i de protobruna dvärgarna kan eller kanske inte överlever eller behåller ett högt överflöd hos de äldsta bruna dvärgarna", säger medförfattaren Wing-Fai Thi vid Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics. Eftersom en varm miljö är gynnsam för att bilda mer komplexa molekyler är protobruna dvärgar spännande föremål att söka efter dessa molekyler i framtiden.

Kan det vara så att CH3D är första fasen av ren metan som sedan blir slutprodukten i äldre bruna dvärgar (min anm.)?

Bild vikipedia.

I rymden finns ett objekt kallat The Accident vilket nu undersöks

 

Astronomer har tagit den första detaljerade titten på ett mystiskt objekt i Vintergatan som kallas " The Accident ".

The Accident är inte en vanlig stjärna (forskare har upptäckt att det inte finns någon kärnfusion i objektet). Men det är inte heller en planet. Enligt en  ny studie publicerad 30 juni i The Astrophysical Journal Letters är The Accident något däremellan – en så kallad brun dvärg en misslyckad stjärnstjärnbildning.

Bruna dvärgar kan vara upp till 80 gånger större än Jupiter. Astronomer misstänker att dessa objekt börjar som stjärnor men ackumulerar inte tillräckligt med massa för att upprätthålla en kärnfusion i sina kärnor; Istället svalnar de långsamt under miljoner eller miljarder år tills de bara ger en röd eller lila glöd.

Fastän bruna dvärgar är alldeles för ljussvaga för att ses med blotta ögat har forskare upptäckt cirka 2 000 sådana objekt i Vintergatan med hjälp av infrarödsökande teleskop ex NASA: s Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). The Accident hittades under en  NEOWISE-undersökning. 

The Accident som den namngavs förbryllade forskarna. Den sågs ut som en typisk brun dvärg. Detta då objektet sågs svagt i vissa infraröda våglängder vilket tyder på att det var en mycket kall och gammal brun dvärg. Men den strålade starkt på andra våglängder vilket indikerar att det var en varm, ung brun dvärg.

Denna motsägelse förbryllade astronomerna och de undersökte därför objektet med NASA: s Rymdteleskop Hubble och Spitzer liksom det infraröda teleskopet vid W.M. Keck Observatory på Hawaii. Med de data de då fick fram upptäcktes att The Accident var ännu konstigare än detta. För det första rör den sig snabbt däruppe betydligt snabbare än liknande objekt.

The Accident finns cirka 50 ljusår från jorden och rör sig med en hastighet genom Vintergatan av cirka 800000 km/h vilket är mycket snabbare än en typisk brun dvärgs rörelsehastighet . Enligt astronomerna innebär detta sannolikt att The Accident är mycket gammal och har knuffats runt av gravitationen från större föremål i miljarder år vilket accelererat dess rörelseenergi.

Innehållet i objektets atmosfär är också förbryllande. Baserat på våglängderna av infrarött ljus som avges av The Accident upptäckte astronomerna att objektet har ett lågt innehåll av metan. Metan är annars en vanlig gas i bruna dvärgar med temperatur som den  påThe Accident, säger forskarna.

Sammantaget tyder det på att The Accident är en exceptionellt gammal och mycket kall brun dvärg som bildades när galaxens innehåll var bristfälligt på metan. Detta gör objektet mer än dubbelt så gammalt som medianåldern för alla andra kända bruna dvärgar. "Det är ingen överraskning att hitta en brun dvärg så  gammal men det är en överraskning att hitta en i Vintergatan", säger studiens medförfattare Federico Marocco, astrofysiker på Caltech. – Vi förväntade oss att så här gamla bruna dvärgar skulle finnas men vi förväntade oss  att de skulle vara otroligt sällsynta. Chansen att hitta en så nära vårt eget solsystem kan vara ett lyckligt sammanträffande eller så säger det oss att de är vanligare än vi tror.

Man kan tänka sig att så gamla objekt borde vara miljarder ljusår bort men så är det inte (min anm.). Det kan tyda på att galaxerna är alla av ungefär samma ålder och det är ingen motsägelse till universums expansion, tvärtom.

Bild pxhere.com

Var går gränsen mellan stjärna och brun dvärg?

 

Bruna dvärgar kallas objekt som har en massa mindre än de lättaste stjärnorna men större än de tyngsta gasjättarna. Bruna dvärgars massa är för låg för att kärnreaktioner av väte skall komma igång och därför kallas de misslyckade stjärnbildningar eller bruna dvärgar. Däremot antas där kunna fusionera deuterium och förbränning av litium kunna ske vilket avger ett svagt synligt ljus. Bruna dvärgar antas ha en övre massgräns på ungefär 75–80 jupitermassor.

I dem smälts det samman (relativt) små förråd av Deuterium. Denna process är mindre effektiv och ljuset från bruna dvärgar blir därför mycket svagare än det från stjärnor. Det är därför forskare kallar dem "misslyckade stjärnor.

" Vi vet dock inte exakt vad massgränsen är för bruna dvärgar som gör att de kan särskiljas från stjärnor med låg massa där väte förbränns i många miljarder år. En brun dvärg har en kort brinntid och övergår därefter till en kyligare existens," påpekar Nolan Grieves, forskare vid Department of Astronomy at the UNIGE's Faculty of Science i Geneve och  studiens huvudförfattare han tillägger " Hittills har vi bara exakt karakteriserat cirka 30 bruna dvärgar",

Bland dessa bruna dvärgar har det internationella teamet koncentrerats på fem stycken som identifierats med hjälp av Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Dessa fem är TOI) - TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 och TOI-1213. De kallas "följeslagare" eftersom de kretsar runt en stjärna. De har en rotationsbana med perioder på 5 till 27 dagar runt sin sol och radie mellan 0,81 och 1,66 gånger Jupiters och är mellan 77 och 98 gånger mer massiva än Jupiter. Detta placerar dem på gränsen mellan bruna dvärgar och stjärnor enligt vår nuvarande klassificering. Något som gör dem än mer intressanta. Ännu vet vi inte om de ska klassificeras som små stjärnor eller bruna dvärgar.

Bild på hur en brun dvärg ser ut. Bild vikimedia.

En brun dvärgstjärna där jetströmmarna sveper.

 

Luhman 16 (WISE 1049−5319)  är en stjärna i stjärnbilden Seglet på den södra stjärnhimlen. Det är en dubbelstjärna där båda är bruna dvärgstjärnor. En brun dvärg är en misslyckad stjärnbildning här har aldrig kärnfusionen kommit igång. Den kan ses som stadiet mellan gasplanet och stjärna.

Luhman 16  är den bruna stjärna (egentligen dubbelstjärna och egentligen inte stjärna) som finns närmast vårt solsystem 6,5 ljusår bort. Här viner liksom på gasplaneten Jupiter starka jetströmmar och stormar.

Då bruna dvärgar inte genererar sitt eget ljus är de svåra att iaktta. Det är därför inte mycket känt om den atmosfäriska dynamiken hos dessa.

"Vi undrade om bruna dvärgar liknar Jupiter med sina bälten och band formade av stora, parallella, längsgående jetströmmar av stormvindar eller domineras av ett ständigt föränderligt mönster av gigantiska stormvirvlar likt de som finns på Jupiters poler?" säger huvudförfattaren Daniel Apai i en ny rapport. Apai är docent i astronomi vid University of Arizona. Resultatet av studien visade att Jupiter-liknande band fanns runt Lohmar 16b.  Den bruna dvärg av dubbelsystemet som kunde iakttas.

Vindmönster och storskalig atmosfärisk cirkulation har ofta djupgående effekter på planetariska atmosfärer som jordens klimat till Jupiters utseende och nu vet vi att sådana storskaliga atmosfäriska händelser också formar bruna dvärgatmosfärer, säger Apai. För att förstå hur undersökningen gick till och hur vindarna ser ut se denna länk där en kort film visar detta. 

En sammanställning av den svagare komponenten i dubbelstjärnsystemet (två bruna dvärgar så kallade misslyckade stjärnor), Luhman 16b. Bild från Vikipedia.

BDR J1750+3809 en kall brun dvärg observerad vid LOFAR i Nederländerna

 

Vid Analys av observationer från det lågfrekventa frekvensområdet gjorda av från LOFAR radioteleskop (i Nederländerna) hittades en brun dvärg som astronomer nu har gett beteckningen BDR J1750 +3809 (Elegast).

 Bruna dvärgar kallas ibland misslyckade stjärnbildningar eftersom de är för små för att betraktas som stjärnor men för stora för att betraktas som planeter. Elegast finns 212 ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Hercules.

Generellt upptäcks bruna dvärgar i det infraröd sökfältet. Elegast representerar dock det första objektet som detekteras med hjälp av ett radioteleskop enligt ett uttalande från universitetet på Hawaii. Då bruna dvärgar är för små för att bli stjärnor genomgår de inte samma kärnfusioner som stjärnor lik vår sol gör.  De är  mindre ljussvagare och kallare än stjärnor vilket gör dem svårare att hitta med konventionella metoder, såsom inom det infraröda sökområdet.

Bruna dvärgar kan dock upptäckas i radiovågfrekvensfält. Forskarna upptäckte först Elegast med hjälp av LOFAR radioteleskop baserat i Nederländerna. Deras observationer bekräftades sedan med hjälp av International Gemini Observatory på Hawaii och vid observatoriet i  Chile.

Bild från vikipedia på storleksförhållande på några himlakroppar. Tiede 1 är den bruna dvärgen och var den första bruna dvärg som upptäcktes vilket skedde 1995. Den finns ca 400 ljusår bort.

Jupiterliknande band på en brun dvärg.

Luhman 16 är en dubbelstjärna bestående av två bruna dvärgstjärnor i stjärnbilden Seglet på  södra stjärnhimlen 6,5 ljusår från oss. Bruna dvärgar kallas "misslyckade stjärnor", detta då de är större kroppar som inte haft tillräckligt med bränsle för att en kärnfusion ska ha kunnat komma igång.  Bruna dvärgar väger ca 30 till 80 gånger så mycket som gasplaneten Jupiter men deras gravitation komprimerar dem till ungefär samma storlek som Jupiter i diameter. 


Likt Jupiter, kan bruna dvärgar ha moln och vädersystem. Astronomer har funnit bevis för att den närmast kända bruna dvärgen, Luhman 16A har Jupiterliknande molnband. Däremot visar dess följeslagare den bruna dvärgen Luhman 16B tecken på ojämna moln istället för bandformationer av moln.


 Luhmansystemet är det tredje närmaste solsystemet till vår sol efter Alpha Centauri och Barnard's Star. Båda bruna dvärgarna väger ungefär 30 gånger så mycket som Jupiter. Trots att Luhman 16A och 16B har liknande massor och temperaturer ca 1000 ° C  och förmodligen bildats samtidigt har de skilda väder.


Luhman 16B visar inga tecken på stationära molnband, utan uppvisar istället bevis på mer oregelbundna molnformationer. Luhman 16B har därför märkbara ljusstyrkevariationer som ett resultat dess oregelbundna disiga moln till skillnad från Luhman 16A som har skarpt avgränsade streckmoln liknande Jupiters.


"Liksom Jorden och Venus är dessa objekt tvillingstora och med mycket olika väder," säger Julien Girard på Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland. För undersökningen använde forskarna ett instrument på Very Large Telescope i Chile för att studera polariserat ljus från Luhman 16-systemet.


I framtiden är det meningen att James Webb teleskopet ska användas för ytterligare forskning av systemet och då kanske vi mer kan förstå vad som skiljer vädersystemen här och varför (min anm). 


Bild från vikipedia på de bruna dubbeldvärgstjärnorna Luhman 16 på ett foto från 2010 taget med NASA:s rymdteleskop WISE. Luhman 16 sytsemet är den gula skivan i centrum.

Dubbelstjärnor bestående av bruna dvärgar hittade.

Bruna dvärgar kallas ofta "misslyckade stjärnor". De är för stora för att betraktas som planeter och för små för att vara stjärnor. De har storleken mellan en gigantisk planet och en liten stjärna troligast avger de mestadels infraröd strålning. Bruna dvärgar verkar vara den felande länken mellan gasjätteplaneter som Jupiter och små stjärnor som röda dvärgar säger Adam Burgasser författare till en rapport om detta ämne och professor i fysik vid UC i San Diego. Han tillägger. "Medan vi letade efter planeter hittade vi en förmörkelse av brun dvärg i ett binärt (dubbelstjärnesystem) i detta fall där två bruna dvärgar upptäckts. 


Ett internationellt team av forskare fann fenomenet då de arbetade på ett projekt som kallas SPECULOOS.  Ett projekt där man letar efter beboeliga planeter som kretsar kring små stjärnor. 


Med detta projekt satte forskarna siktet på den bruna dvärgen 2MASSW J1510478-281817 mer känd som 2M1510. Den finns i stjärnbilden Vågen. Man ansåg att den såg lite annorlunda ut. Teamet bekräftade sin misstanke om att den bruna dvärgen var två efter observationer med det kraftfulla 10 meter långa Keck II-teleskopet och det 8 meter mycket stora teleskop i Chile, där SPECULOOS-teleskopen finns. 


Michaël Gillon, ansvarig utredare av SPECULOOS projektet, sade i uttalandet. ”Vad som gjorde detta till ett sällsynt fynd var att det fanns även en tredje komponent som kretsar längre bort från de två bruna dvärgarna vilket gör det till ett brun dvärg trippel system. 


Alla (min anm.) möjliga slag av konstellationer av stjärnsystem finns däruppe. En del mycket vanliga andra unika.
Bild från vikipedia  på storleksförhållanden upp till vår sol. OBS det finns större objekt än denna.

Vad såg munken Anthelme på himlen 1670?

Astronomer har sedan 1670 undrat över vad munken och astronomen Père Dom Anthelme såg i juni detta år på stjärnhimlen. Han beskrev det året hur en stjärna brast inför hans ögon.


Detta skedde strax under huvudet av stjärnbilden Svanen 2200 ljusår från oss. Namnet på fenomenet eller stjärnan som brast blev CKVulpeculae.


Länge antogs att det var en nova han sett. En nova är namnet på en stjärna, vanligtvis en vit dvärgstjärna med nära kontakt med en röd jätte vilken under en period ökar sin ljusstyrka kraftigt. Men något stämde inte och det klassificerades i vår tid istället som en röd nova.


En röd nova är vad som resulteras efter två stjärnors kollision och sammanslagning. De kännetecknas av en distinkt röd färg och en ljuskurva som dröjer sig kvar med återuppväckt ljusstyrka i det infraröda fältet. 


Men nu har ett internationellt team av astrofysiker inklusive två professorer vid University of Minnesota knäckt den 348-årig gåtan. Munken bevittnade något helt annat, nämligen den explosiva sammanslagningen av en vit dvärgstjärna och en brun dvärg något som aldrig bevittnats tidigare och vilkens effekter nu fotograferats i vår tid genom ALMA- teleskopet.


Arbetet leddes av astrofysiker vid Keele University (England) och publicerades i månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society. 


Vita dvärgar är rester av stjärnor. Stjärnor likt solen vilka är i slutfasen av sina liv medan bruna dvärgar är ”misslyckade stjärnbildningar vilka har 15 - 75 gånger massan av Jupiter men inte tillräckligt för att antända de termonukleära fusionsreaktioner som tänder upp en stjärna.


De två objekten (den vita stjärnan och den bruna dvärgen) kom alltför nära varandra och vid sammanslagningen for skräp ut vars kemiska sammansättning gav det sken munken såg och vilkets effekter vi än kan se på bilden ovan.


Det är därför en unik bild som visas ovan på CK Vulpeculae tagen av ALMA-teleskopet.

Var går gränsen mellan en planet och brun dvärg?

När ska man klassificera en himlakropp som en brun dvärg eller som en planet av slaget gasjätte? Alternativt när ska en gasplanet ses som en brun dvärg? I vårt solsystem har vi fyra gasplaneter eller gasjättar. Jupiter, Saturnus, Neptunus och Uranus.

En brun dvärg är en misslyckad stjärnbildning där kärnreaktionerna och massan inte räckte till för stjärnbildande.

Ser vi på Jupiter vår största gasplanet kunde den blivit en brun dvärg om den varit ca 10 gånger större.

Jupiter har till skillnad mot en brun dvärg även en stenkärna vilken dragit till sig gas vid bildandet av vårt solsystem. En brun dvärg har gas som kollapsat med hjälp av gravation till vad den är och ingen stenkärna. Här finns inte metall likt det finns i gasplaneters kärna.

Klassificering av rymdens objekt pågår för fullt därför ska gränsdragning dras mellan olika objekt. 

Bilden visar vår sol en röd stjärna, en brun dvärg, en gasplanet och Jorden bilden kommer från NASA.

Vit dvärg äts upp av brun dvärg blir den ändå en svart dvärg en gång? Ingen kan svara på det.

En vit dvärg är en kollapsad stjärna av exempelvis solens storlek vilken kollapsat till en storlek av 1% av sin ursprungliga storlek men med samma tyngd som när den var 99% större och en sol. Detta kommer en gång att ske även med vår sol för att därefter bli en svart sådan när ljuset slocknat helt.

En brun dvärg är en misslyckad stjärnbildning. Den har låg densitet och är mindre än de minsta stjärnorna men större än gasjättar som Jupiter.

 I vår Vintergata har upptäckts ett dubbelstjärnsystem bestående av en vit och en brun dvärg. Det unika här är att materia från den vita dvärgen töms efterhand in i den bruna dvärgen. Något som aldrig tidigare setts i Vintergatan.

 Mycket ovanligt är att i ett dubbelsystem finna en brun dvärg tillsammans med en vit dvärg. Dubbelsystem av stjärnor är annars vanligt.

Händelsen ovan är unik. Resulterande i att den kollapsande stjärnans livscykel inte blev vad den annars skulle blivit. Utöver det att den bruna dvärgen dragit till sig stora mängder helium från den vita närmar den sig denna och kretsar nu med en omloppstid av endast 3 timmar runt den vita dvärgstjärnan.  Så det är en spännande, unik och en lärorik händelse vi ser.

Själv funderar jag på det normala slutstadiet av en stjärnas livscykel. Stadiet då den blivit svart. Kan svarta dvärgar finnas på platser därute på platser vi inte kan upptäcka? Kanske närmre än vi tror.

Kan planet 9 den gäckande planeten därute vara en svart dvärg?

Bilden är från NASA på hur en svart dvärg ser ut.

Vid en dubbelstjärna bestående av en vit och brun dvärg har en unik miljö upptäckts.

En vit dvärgstjärna är rester av en normalstor stjärna vilken kollapsat inåt när bränslet taget slut. En brun dvärgstjärna är en stjärna med liten massa där kärnprocesser för att stjärnan ska få liv aldrig kunnat ske. Dubbelstjärnesystemet där dessa två som nämns här finns är ca 1000 ljus år bort i ett system kallat SSDS 1557.

I detta dubbelstjärnsystem  kretsar en mängd asteroider av sten. Möjligheten finns här att det finns en planet i området lik den i Star Wars beskrivna Tatooine

Till skillnad mot de dubbelstjärnsystem vilka tidigare identifierats med materia av is och  kolasteroider och gasplaneter finns här metall, magnesium, kisel och stenasteroider.

Nästa steg nu är att teleskopet Hubble ska studera mer i detalj stjärnsystemet för att uppgifterna om att det finns annat material än is och sten asteroider här kan bekräftas. Detta då en upptäckt av detta slag är unik. 

De gömmer sig däruppe de bruna dvärgarna.

Bruna dvärgar är objekt svalare än en sol men varmare än en gasplanet. De är stadiet däremellan. Kroppar vilka inte fått igång kärnreaktioner för att bli stjärnor.

Det finns många sådana ljussvaga objekt många gånger dolda i damm och gasmoln.

De upptäcks även i vårt grannskap. Svåra att se men ibland där man minst anar deras existens.

Ute i mörkret kanske närmre i vissa fall än vi hittills vetat eller förstått. Kanske den mystiska planet 9 långt därutanför Plutos bana kan vara en lite brun dvärg.

De finns därute och väntar på upptäckt. Fler än vi tror.

Bruna dvärgar är stjärnor vilka inte lyckats få igång kärnreaktioner och därmed är svalare och mindre än andra stjärnor.

Länge har man undrat varför det finns bruna små stjärnor kallade bruna dvärgar. Stjärnor där kärnreaktioner och klyvning inte kommit igång sedan Big Bang och därmed inte blivit början till en stjärna av samma värmeslag och storlek som merparten. Därmed även mindre möjlighet till att hysa planeter omkring sig där liv kan existera.

Men självfallet kan livsdugliga planeter finnas på rätt avstånd för rätt temperatur mm  även runt dessa men då väldigt nära. Kanske för nära för att de inte ska dras in i dvärgen.

Ljuset är så svagt från dessa att de är svåra att se och att se dem med enbart ögonen är omöjligt. Även med teleskop är de svåra att se.

I teorin kan det finnas lika många bruna dvärgar som övriga stjärnor. Brun dvärg kan ses som en misslyckad skapelse av en stjärna. Allt ligger i viloläge.

Vi vet inte mycket om dem men tror oss veta att det är plasman i dem som har en konststens vilken omöjliggjort en stjärnbildning genom kärnklyvning.

Kanske även dessa bruna stjärnor har en betydelse för universums existens. Kanske de ligger i väntan för att i framtiden börja leva upp. Kanske de ärt betydelsefulla av ett slag vi inte förstår ännu.

Brun dvärg har upptäckts med ett norrsken cirka 10. 000 gånger starkare än något hittills upptäckt i universum.

Bruna dvärgar är stjärnor vilka  har för låg massa för att likt ex vår sol en kärnreaktion ska ha uppstått.

Kanske kan detta vara förklaringen till auran eller norrskenet som finns här i ett sådant otrolig sken.

Någon reaktion eller brist på reaktion bör vara anledningen till detta otroliga sken.

Troligen kan bristen på kärnreaktion vara en anledning eller enda anledningen till detta.  Mer kunskap behövs kanske en koncentration av undersökning av bruna dvärgar för att se om fler eller alla har denna aura och då i större omfattning än andra slag av stjärnor.

För mer information om vad en brun dvärg är följ länken här.