bruine-dwergen

Bruine dwergen zijn de koudste ‘sterren’ in het heelal. Hoewel deze objecten ogen als gigantische gasplaneten, zijn het in feite mislukte sterren. Astronomen analyseerden gegevens van de WISE-satelliet en hebben op deze manier kunnen achterhalen hoe koud deze bijzondere objecten zijn.

Wat is een bruine dwerg?
Maar eerst even terug naar het begin. Wat is een bruine dwerg nu precies? Daarvoor moeten we naar het ontstaan van sterren. Een gaswolk – zoals de Orionnevel – trekt langzaam samen. Op bepaalde punten in zo’n wolk bevindt zich een beetje meer gas dan gemiddeld. In het begin lijkt dit onschuldig, maar een miniem verschil in zwaartekracht zorgt ervoor dat zo’n plekje meer gas begint aan te trekken. De zwaartekracht wordt alsmaar sterker en uiteindelijk trekt een gaswolk onder zijn eigen gewicht samen, waardoor het gas wordt verdicht. Een gevolg is dat de temperatuur stijgt.

Bij een normale ster gaat dit proces verder. De temperatuur en druk in het centrum van de wolk stijgt, waardoor er kernfusie plaatsvindt. Zo worden de eerste waterstofkernen gefuseerd tot helium, waardoor er genoeg energie vrijkomt om het gas te laten stralen. Bij bruine dwergen lukt dit niet. Zij hebben te weinig massa om atomen in hun kernen te laten fuseren. Hierdoor geven zij geen licht – zoals de zon – en zijn ze ook veel moeilijker op te sporen.


De geboorte van een ster.

Koud
Toch geven bruine dwergen wel warmte af. Meer warmte zelfs dan wetenschappers tot nu toe dachten. De gemiddelde oppervlaktetemperatuur van een bruine dwerg schommelt tussen 120 en 175 graden Celsius. Om zulke lage oppervlaktetemperaturen te bereiken moet een bruine dwerg miljarden jaren afkoelen en heeft zo’n object vijf tot twintig keer de massa van Jupiter. In vergelijking: onze zon heeft een oppervlaktetemperatuur van 6.000 graden Celsius.

“Het is alsof je de positie van een vuurvliegje probeert te bepalen op een afstand van ruim 300 kilometer”

“Als een bruine dwerg om een ster draait, is er een grote kans dat wij het een exoplaneet noemen”, zegt Trent Dupuy van het Harvard-Smithsonian Centrum voor Astrofysica. “Maar omdat deze objecten zelf ontstaan – en niet in een protoplanetaire schijf – noemen astronomen deze objecten ‘bruine dwergen’.”

Afstand
Om de temperatuur van bruine dwergen in kaart te brengen, onderzochten wetenschappers eerst de afstand tot bruine dwergen. De onderzochte bruine dwergen bevinden zich 20 tot 50 lichtjaar bij de aarde vandaan. Dit is relatief dichtbij, maar toch blijft het een lastige taak. “Het is alsof je de positie van een vuurvliegje probeert te bepalen op een afstand van ruim 300 kilometer”, vertelt professor Adam Kraus van de universiteit van Texas. “En je mag er dan niet meer dan 2,5 centimeter vandaan zitten!”

Verband
Opvallend genoeg vonden wetenschappers geen verband tussen de oppervlaktetemperatuur en de grootte of massa van een object. Dit wijst erop dat andere factoren een grotere invloed hebben op de oppervlaktetemperatuur, bijvoorbeeld de convectieve mix of het ontbreken van bepaalde elementen.