Neuer massiver Brauner Zwerg entdeckt

13. August 2023 Bericht

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von Tomasz Nowakowski, Phys.org

Astronomen berichten über die Entdeckung eines neuen massiven Braunen Zwerges mit Hilfe des Zwicky Transient Facility (ZTF). Das neu entdeckte Objekt ist etwa 80-mal massereicher als Jupiter und umkreist einen massearmen Stern. Die Ergebnisse wurden in einem am 28. Juli auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlichten Artikel detailliert beschrieben.

Braune Zwerge (BDs) sind Zwischenobjekte zwischen Planeten und Sternen und haben eine Masse zwischen 13 und 80 Jupitermassen (0,012 und 0,076 Sonnenmassen). Obwohl bereits viele Braune Zwerge entdeckt wurden, sind diese Objekte, die andere Sterne umkreisen, eine seltene Entdeckung.

Kürzlich hat ein Team von Astronomen unter der Leitung von Kareem El-Badry vom California Institute of Technology (Caltech) einen solchen seltenen Braunen Zwerg gefunden. Bei der Suche nach massearmen verfinsternden Doppelsternen entdeckten sie ein System, bestehend aus einem M-Zwergstern und einem Braunen Zwerg, der die Bezeichnung ZTF J2020+5033 erhielt.

"Dieser Artikel präsentiert die Entdeckung eines BD in einer Doppelstern-Konstellation mit wesentlich kürzerer Umlaufzeit als bisher entdeckte Systeme. Die Entdeckung wurde durch das Zwicky Transient Facility (ZTF) ermöglicht, das hochwertige Lichtkurven für Sterne liefert, die wesentlich schwächer sind als andere bisher verwendete Untersuchungen zum Nachweis von durchquerenden BDs", erklärten die Forscher.

Der Braune Zwerg in ZTF J2020+5033 hat etwa die Größe von Jupiter, aber seine Masse ist etwa 80,1-mal größer als die des größten Planeten des Sonnensystems und liegt somit an der stellaren/substellaren Grenze, leicht unterhalb der Wasserstoffbrenngrenze. Die effektive Temperatur des Objekts wird auf 1.691 K geschätzt.

Der Stern in dem System ist ein M-Zwerg vom spektralen Typ M6, mit einem Radius von 0,176 Sonnenradien und einer Masse von 0,134 Sonnenmassen. Die effektive Temperatur dieses Sterns wurde auf 2.856 K bestimmt.

Die Studie besagt, dass das Binärsystem etwa 445 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das Alter des Systems wird auf 5 bis 13 Milliarden Jahre geschätzt, und seine Umlaufzeit wurde mit nur 1,9 Stunden gemessen - was den kleineren Bestandteil zum transierenden Braunen Zwerg mit der kürzesten bekannten Umlaufzeit macht.

Die Astronomen stellten fest, dass ZTF J2020+5033 mit einer so kurzen Umlaufzeit auch viel kompakter ist als andere bekannte Systeme mit transierenden Braunen Zwergen.

"Beide Komponenten müssen als jung wesentlich größer gewesen sein als heute, was darauf hinweist, dass sich die Umlaufbahn durch magnetisches Bremsen signifikant verkleinert hat. Dies legt nahe, dass magnetisches Bremsen unterhalb der voll konvektiven Grenze in zumindest einigen Sternen effizient bleibt, im Gegensatz zur gängigen Annahme in vielen Modellen zur Entwicklung von Doppelsternen", schlussfolgern die Autoren des Papiers.

Sie fügten hinzu, dass ZTF J2020+5033 näher liegt als 34 der 39 anderen bekannten Systeme mit transierenden Braunen Zwergen, was darauf hindeutet, dass BDs in kurzperiodischen Umlaufbahnen nicht besonders selten sind.

Journal Information: arXiv

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