2010.02.04. - Újabb nagyon alacsony hőmérsékletű barna törpét találtak

Brit kutatók vezetésével egy újabb, nagyon alacsony hőmérsékletű barna törpét fedeztek fel a Naprendszer közelében. Az alig 230 celsius fokos égitest az eddig azonosított leghidegebb Naprendszeren kívüli objektum.

Az SDSS1416+13B jelű objektumot a barna törpék közé sorolják, a kutatók figyelmét azonban nagyon különös színével hívta fel magára. Ez hol nagyon kék, hol pedig nagyon vörös, attól függően, hogy a színképének melyik szeletét tanulmányozzák éppen. Az égitest tág pályán kering egy nála valamivel fényesebb és forróbb másik barna törpe, az SDSS1416+13A körül. A pár fényesebb tagját a Sloan Digital Sky Survey program eredményeként fedezték fel a látható tartományban, kísérője azonban csak infravörösben detektálható. A kettős tőlünk mért távolsága nem pontosan ismert, valahol 15 és 50 fényév között helyezkedik el, azaz - a bizonytalanság ellenére is - csillagászati értelemben a szomszédunkban van. A kutatócsoport egyik tagja, Philip Lucas (University of Hertfordshire) szerint az utóbbi három évben ez a negyedik, a 200 celsius fokot alig meghaladó hőmérsékletű barna törpe. Óvatosan kell azonban kezelni, mivel infravörös színei annyira különböznek minden eddig látottól, hogy egyáltalán nem is értjük, s magyarázata valószínűleg még rengeteg munkát ad sok csillagásznak és fizikusnak.

A bal oldali panelen az SDSS1416+13AB rendszer látható a közeli infravörös tartományban az UKIRT teleszkóp infravörös égboltfelmérésének (UKIDSS) adatbázisából, míg a jobb oldali panelen ugyanez a rendszer az UKIDSS és a Spitzer Űrteleszkóp előbbinél hosszabb hullámhosszon készült mérései alapján. Meglepő, hogy a páros mennyire másként néz ki a két infravörös hullámhossz-tartományban.
[JAC/UKIRT, Spitzer Space Telescope, University of Hertfordshire]

Az SDSS1416+13B először Ben Burninghamnek (University of Hertfordshire) tűnt fel, amikor hideg barna törpék után kutatott az UKIRT (United Kingdom InfraRed Telescope) teleszkóppal készített infravörös égboltfelmérés (UKIDSS, United Kingdom Infrared Deep Sky Survey) adatbázisában. Meglepetésére az objektum a közeli infravörös tartományban sokkal kékebbnek tűnt, mint előtte bármely más barna törpe. A japán Subaru teleszkóppal rögzített közeli infravörös színképe alapján az ún. T törpék közé sorolható. Ezek légkörében nagyon sok metán van, ami a spektrumukban bizonyos hullámhosszak környékén nagy hézagokat (abszorpciós sávokat), gyakorlatilag nagyon alacsony intenzitásokat eredményez. Burningham gyorsan felismerte, hogy a felfedezést eredményező felvételen az SDSS1416+13B közelében megfigyelhető másik objektum, az SDSS1416+13A szintén egy barna törpe. Ezután a csoport egyik tagja, Sandy Leggett (Gemini Observatory) a Spitzer Űrteleszkóppal hosszabb hullámhosszakon is megvizsgálta az objektumot, mivel az így származtatható színindex, a H-[4.5] sokkal jobb indikátora a hőmérsékletnek, mint a J-H és a H-K közeli infravörös színindexek. Eredményül az adódott, hogy az SDSS1416+13B az eddigi legvörösebb barna törpe. Színképét modellatmoszférákkal összehasonlítva effektív hőmérsékletére körülbelül 500 kelvin, azaz 227 celsius fok adódott. Tömegét a kutatók 30 jupitertömeg körülire becsülik, míg kora elérheti a 10 milliárd évet. A főkomponens tömege mintegy 2,5-szer nagyobb, míg effektív hőmérséklete 1500 K körüli.

Az SDSS1416+13B közeli infravörös spektruma a Subaru teleszkóp IRCS kamerájával rögzítve. Az 1,7 és 2,5 mikron közötti nagyon alacsony intenzitás azt jelenti, hogy a barna törpe felszínén nagyon erős a gravitáció és alacsony a fémtartalom, ez pedig erősen kék színhez vezet a közeli infravörös tartományban. Ugyanezen fizikai paraméterek a közepes infravörös hullámhosszakon viszont éppen kifényesedést eredményeznek, a szín pedig kék helyett vörösre vált. 1,15 és 1,4 mikron környékén a metán elnyelési sávjainak hatása látszik.
[Subaru Telescope (NAOJ), University of Hertfordshire]

Burningham szerint az, hogy az SDSS1416+13B egy kettős rendszer tagja, melynek mindkét komponense barna törpe, ráadásul szokatlan színképekkel, segíthet a még homályos részletek tisztázásában. Jelenleg úgy tűnik, hogy mindkét komponens szegény nehéz elemekben, ami egyrészt összhangban áll magas korukkal, másrészt erős gravitációs térre utal mindkét objektum esetében, ez pedig hozzájárulhat a szokatlan színekhez és színindexekhez.

Barna törpék nagyszámban történő felfedezése az UKIDSS projekt egyik legfontosabb célkitűzése. Gary Davis, az UKIRT teleszkóp igazgatója szerint minél alaposabban vizsgáljuk át az égboltot az infravörös tartományban, annál több ilyen égitestet találunk, s tanulmányozásukkal talán közelebb juthatunk a csillagok és az óriás gázbolygók közötti, ma még ismeretlen tartomány benépesítéséhez és magyarázatához.

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• Joint Astronomy Centre UKIRT NR 2010.01.29.
• arXiv:1001.4393v1 [astro-ph.SR]