Er det en massiv planet eller en lille brun dværg. Dette objekt er lige ved grænsen mellem planet og stjerne
Rogue planeter er en ikke alt for ualmindelig begivenhed i vores univers. Faktisk, alene inden for vores galakse, anslås det, at der er milliarder af slyngelplaneter, måske endda flere, end der er stjerner. Disse objekter er dybest set planetmasseobjekter, der er blevet slynget ud af deres respektive stjernesystemer (hvor de er dannet), og nu kredser om Mælkevejens centrum. Men det er især overraskende at finde en, der kredser så tæt på vores eget solsystem!
I 2016 opdagede forskere, hvad der så ud til at være enten en brun dværg eller en stjerne, der kredsede kun 20 lysår ud over vores solsystem. Dog ved at bruge National Science Foundations Karl G. Jansky Meget stort array (VLA), et hold af astronomer for nylig afsluttet at det er lige ved grænsen mellem en massiv planet og en brun dværg. Dette og andre mystiske ting ved dette objekt repræsenterer et mysterium og en mulighed for astronomer!
Undersøgelsen, der beskriver deres resultater for nylig dukkede opAstrofysisk tidsskriftunder titlen ' De stærkeste magnetfelter på de sejeste brune dværge .' Holdet blev ledet af Melodie Kao - som ledede denne undersøgelse, mens hun var kandidatstuderende ved Caltech, og nu er Hubble Postdoctoral Fellow ved Arizona State University - og inkluderede medlemmer fra Arizona State University, University of Colorado Boulder, California Institute of Technology og University of California San Diego.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/transcoded/5/5c/Artist%27s_impression_of_the_free-floating_planet_CFBDSIR_J214947.2-040308.9.ogv/Artist%27s_impression_of_the_free-floating_planet.2_CFDIR.For at opsummere er brune dværge objekter, der er for massive til at blive betragtet som planeter, men ikke massive nok til at blive stjerner. Oprindeligt troede man ikke, at sådanne genstande udsender radiobølger, men i 2001 opdagede et hold, der brugte VLA, en brun dværg, der udviste både stærke radioemissioner og magnetisk aktivitet. Igangværende observationer afslørede også, at nogle brune dværge har stærke nordlys, der ligner gasgiganterne i vores solsystem.
Dette særlige objekt, kendt som SIMP J01365663+0933473, blev først opdaget i 2016 af Caltech-holdet som en af fem brune dværge. Denne undersøgelse var en del af VLA-undersøgelsen for at få ny viden om magnetfelter og de mekanismer, hvormed de sejeste astronomiske objekter kan producere stærke radioemissioner. Da brune dværge er utroligt svære at måle, var objektet oprindeligt for gammelt og for massivt til at være en brun dværg.
Sidste år opdagede et uafhængigt hold af videnskabsmænd imidlertid, at SIMP J01365663+0933473 var en del af en meget ung gruppe stjerner, hvis alder, størrelse og masse indikerede, at det sandsynligvis ville være en fritsvævende (alias slyngel) planet snarere end en stjerne. Kort sagt blev objektet bestemt til at være 200 millioner år gammelt, 1,22 gange Jupiters radius og 12,7 gange dets masse.
Det blev også anslået til at have en overfladetemperatur på omkring 825 °C (1500 °F) - sammenlignet med solens, som er 5.500 °C (9932 °F). Samtidig observerede Caltech-teamet, der oprindeligt detekterede sin radioemission i 2016, det igen i en ny undersøgelse ved endnu højere radiofrekvenser. Ud fra dette bekræftede de, at dets magnetfelt var endnu stærkere end først målt, omtrent 200 gange stærkere end Jupiters.
Som Dr. Kao forklarede i en nylig NRAO pressemeddelelse , alt dette præsenterer et ret mystisk fund:
'Dette objekt er lige ved grænsen mellem en planet og en brun dværg, eller 'mislykket stjerne', og giver os nogle overraskelser, der potentielt kan hjælpe os med at forstå magnetiske processer på både stjerner og planeter... Da det blev annonceret, at SIMP J01365663+ 0933473 havde en masse nær deuterium-forbrændingsgrænsen, jeg var lige blevet færdig med at analysere dens nyeste VLA-data.'
Kort sagt gav VLA-observationerne både den første radiodetektering og den første måling af magnetfeltet for et objekt med planetmasse uden for vores solsystem. Tilstedeværelsen af et så stærkt magnetfelt repræsenterer en enorm udfordring for astronomernes forståelse af dynamomekanismerne, der skaber magnetfelter i brune dværge, for ikke at nævne mysteriet om, hvad der driver deres nordlys.
Lige siden brune dværge blev observeret at have nordlysaktivitet, har videnskabsmænd undret sig over, hvad der kunne drive dem. På Jorden, som med Jupiter og de andre solplaneter, der oplever dem, er nordlys resultatet af solvind, der interagerer med en planets magnetfelt. Men i tilfælde af brune dværge, som ikke har nogen moderstjerne, skal en anden mekanisme være involveret. Som Kao forklarede:
'Dette særlige objekt er spændende, fordi at studere dets magnetiske dynamo-mekanismer kan give os ny indsigt i, hvordan den samme type mekanismer kan fungere på planeter uden for solen - planeter uden for vores solsystem. Vi tror, at disse mekanismer ikke kun kan fungere i brune dværge, men også i både gasgiganter og jordiske planeter.'
En kunstners opfattelse af en brun dværg af T-typen. Kredit: Wikipedia Commons/Tyrogthekreeper
Kao og hendes team mener, at en mulighed er, at dette objekt har en planet eller måne i kredsløb, der interagerer med dens magnetfelt, svarende til det, der sker mellem Jupiter og dens måne Io. I betragtning af dets nærhed til vores solsystem, vil forskere have mulighed for at løse dette og andre spørgsmål og lære en hel del om mekanikken, der driver gasgiganter og brune dværge.
At studere dette objekt vil også hjælpe astronomer med at placere mere nøjagtige begrænsninger på skillelinjen mellem massive planeter og brune dwards. Og sidst, men ikke mindst, giver det også nye muligheder, hvad angår exoplanetforskning. Som Gregg Hallinan, der var Dr. Kaos rådgiver og medforfatter på Caltech-undersøgelsen, forklaret :
'At detektere SIMP J01365663+0933473 med VLA gennem dens nordlysradioemission betyder også, at vi muligvis har en ny måde at detektere exoplaneter på, inklusive de undvigende slyngler, der ikke kredser om en moderstjerne.'
Mellem at finde planeter, der kredser om fjerne stjerner til objekter med planetmasse, der kredser om midten af Mælkevejen, gør astronomer spændende opdagelser, der flytter grænserne for, hvad vi ved om planetarisk dannelse og de forskellige typer, der kan eksistere. Og med næste generations instrumenter online, planlægger de at lære meget mere!
Yderligere læsning: NRAO , The Astrophysical Journal