Mit dem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA haben Astronomen einen neuen massiven Braunen Zwerg entdeckt. Das neu entdeckte Objekt ist fast 80-mal massereicher als Jupiter und umkreist einen M-Zwergstern namens TOI-5375. Die Feststellung wurde in einem am 10. April veröffentlichten Papier vorgestellt arXiv Preprint-Server.
Braune Zwerge (BDs) sind Zwischenobjekte zwischen Planeten und Sternen und besetzen den Massenbereich zwischen 13 und 80 Jupitermassen (0,012 und 0,076 Sonnenmassen). Obwohl bisher viele Braune Zwerge entdeckt wurden, sind solche Objekte, die andere Sterne umkreisen, ein seltener Fund.
Kürzlich wurde mit TESS ein Transitsignal in der Lichtkurve von TOI-5375 (auch bekannt als TIC 71268730) beobachtet – einem aktiven M-Zwerg, der etwa 400 Lichtjahre entfernt ist. Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Jesus Maldonado vom Palermo Astronomical Observatory in Italien hat herausgefunden, dass dieses Signal von einem massiven substellaren Objekt verursacht wird, indem weltraumgestützte photometrische Beobachtungen von TESS in Kombination mit hochpräzisen Radialgeschwindigkeiten von bodengestützten Einrichtungen verwendet wurden.
„Wir enthüllen die Anwesenheit eines Begleiters an der Grenze zwischen braunem Zwerg und sehr massearmem Stern, der den Stern TOI-5375 umkreist“, schrieben die Forscher in der Zeitung.
Der neu entdeckte Begleiter erhielt die Bezeichnung TOI-5375 b. Das Objekt hat die Größe von Jupiter und seine Masse wird auf 77 Jupitermassen geschätzt, was eine Dichte von 98 g/cm3 ergibt. Er umkreist den Stern alle 1,72 Tage in einem Abstand von 0,025 AE von ihm. Es wird angenommen, dass die Gleichgewichtstemperatur von TOI-5375 b im Bereich von 931–1.107 K liegt.
Basierend auf den abgeleiteten Eigenschaften klassifizierte Maldonados Team TOI-5375 b als massiven Braunen Zwerg. Die Forscher stellten fest, dass das neu entdeckte Objekt an der Grenze zwischen den Braunen Zwergen und den sehr massearmen Sternen liegt. Die Entdeckung von TOI-5375 b ist wichtig für Astronomen, die die Grenze zwischen Braunen Zwergen und Sternen untersuchen, da massive substellare Begleiter, die M-Zwerge umkreisen, selten gefunden werden.
Der Wirtsstern hat einen Spektraltyp M0,5 und ist etwa 37 % kleiner und weniger massereich als die Sonne. Der Stern hat eine Rotationsperiode von etwa 1,97 Tagen und seine effektive Temperatur wurde auf etwa 3.800 K berechnet.
Basierend auf der Rotationsperiode des Sterns schlossen die Autoren der Arbeit, dass die Umlaufbahn von TOI-5375 b relativ schnell zerfällt. Sie gehen davon aus, dass sich das System in der Phase befinden sollte, in der der Stern sehr nahe daran ist, seine Rotation mit der Umlaufzeit des Begleiters zu synchronisieren.
Die Forscher fassen die Ergebnisse zusammen und schlagen weitere Beobachtungen des Systems mit Weltraumobservatorien wie dem James Webb Space Telescope (JWST) vor. Solche Studien könnten unser Wissen über die Atmosphären massereicher Brauner Zwerge und massearmer Sterne verbessern.
Mehr Informationen:
J. Maldonado et al., Das GAPS-Programm bei TNG XLV. Ein massiver Brauner Zwerg, der den aktiven M-Zwerg TOI-5375 umkreist, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2304.04477
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