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SABIO 0359-5401

WISE J035934.06−540154.6 (designación abreviada como WISE 0359−5401 ) es una enana marrón o subenana marrón de clase espectral Y0, [1] ubicada en la constelación del Retículo . Se estima que se encuentra aproximadamente a 44 años luz de la Tierra . [3]

Descubrimiento

WISE 0359-5401 fue descubierto en 2012 por J. Davy Kirkpatrick y sus colegas a partir de datos recopilados por el Explorador de encuestas infrarrojas de campo amplio (WISE) en el infrarrojo a una longitud de onda de 4,6 μm (1,8 x 10 -4  pulgadas), cuya misión duró de diciembre de 2009 a febrero de 2011. En 2012 Kirkpatrick et al. publicaron un artículo en The Astrophysical Journal , donde presentaban el descubrimiento de siete nuevas enanas marrones de tipo espectral Y encontradas por WISE, entre las que también se encontraba WISE 0359−5401. [1]

observación JWST

En junio de 2023, WISE 0359−5401 se convirtió en la primera enana Y con una distribución de energía espectral medida por JWST . Esto incluye un espectro tomado por NIRSpec y MIRI LRS de 1 a 12 μm, así como fotometría MIRI de 15, 18 y 21 μm. Las moléculas de agua (H 2 O), metano (CH 4 ), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO 2 ) y amoníaco (NH 3 ) se detectaron en WISE 0359-5401. El metano es el principal reservorio de carbono, pero hay suficiente carbono para que se pueda detectar monóxido de carbono y dióxido de carbono. El estudio también midió una temperatura de 467 K (194 °C, 381 °F). [6]

La masa y la edad seguían siendo inciertas. Hubo un desacuerdo entre los ajustes del modelo y las mediciones semiempíricas . Las mediciones semiempíricas sugirieron una masa de aproximadamente 9 a 31 M Jup según una estimación de edad de 1 a 10 Gyrs y la luminosidad bolométrica medida . Por otro lado, el ajuste del modelo sugirió una masa de 1 M Jup y una edad de 20 Myrs , debido a la baja gravedad superficial. La baja edad y masa del ajuste del modelo no concordaban con las simulaciones, que predicen que las enanas Y cercanas serán viejas con una edad media de 5 Gyrs. [6]

Los modelos más nuevos resolvieron esta discrepancia. Estos modelos incluían química de desequilibrio , que se incluía en modelos más antiguos, así como un perfil de presión - temperatura (PT) que no está en la forma adiabática estándar. Por lo general, las enanas marrones tienen una presión y temperatura crecientes a medida que aumenta la profundidad. Sin embargo, las enanas marrones giran rápidamente, lo que altera la convección e influye en la transferencia de calor . Esto conduce a capas inferiores de la atmósfera más frías. Estos modelos ATMO2020++ más nuevos se ajustan mejor al espectro de WISE 0359-5401 y producen gravedad , edad, masa y metalicidad superficial más realistas . WISE 0359−5401 según los modelos más nuevos tiene una metalicidad solar, una gravedad superficial de log g = 4,5, una edad de unos 2.500 millones de años y una masa de unos 14 M Jup . [4]

Tanto los modelos antiguos como los nuevos se adaptan mejor a una atmósfera que no contiene la molécula fosfina (PH 3 ), que anteriormente se sospechaba que existía en las enanas marrones frías. La fosfina existe en la atmósfera de los planetas gigantes del sistema solar . Se sospecha que una composición y gravedad diferentes podrían significar que el fósforo existe en una forma diferente en la atmósfera. [4]

Otro trabajo utilizó la recuperación atmosférica para analizar el espectro JWST y obtuvo proporciones de mezcla para los principales absorbentes H 2 O, CH 4 , CO, CO 2 , NH 3 , PH 3 y sulfuro de hidrógeno (H 2 S). La proporción de mezcla de fosfina es lo suficientemente baja como para ser consistente con una falta de fosfina. El sulfuro de hidrógeno no se detecta mediante ninguna característica espectral, pero se sabe que mejora la recuperación atmosférica de enanas marrones. Este trabajo encontró signos de mezcla vertical vigorosa y pudo limitar la proporción de carbono a oxígeno a (C/O) atm = 0,548 ±0,002. [5]

Distancia

El paralaje trigonométrico de WISE 0359−5401 es0,145 ± 0,039 segundos de arco [2] , correspondiente a una distancia de inversión directa [7] de6.9+2,5
−1,5
 computadora personal
, o22,5+8,3
−4,8
 ly
. Una medición más precisa en 2023 encontró un paralaje de73,6 ± 2,0 mas, correspondiente a una distancia de13,6 ± 0,4 piezas, o44 ± 1 ly. [3]

Ver también

Los otros seis descubrimientos de enanas marrones, publicados en Kirkpatrick et al. (2012) : [1]

Referencias

  1. ^ abcdefghijkl Kirkpatrick, J. Davy ; Gelino, Christopher R.; Cushing, Michael C.; Mace, Gregory N.; Griffith, Roger L.; Skrutskie, Michael F.; Marsh, Kenneth A.; Wright, Edward L.; Eisenhardt, Peter R.; McLean, Ian S.; Mainzer, Amy K.; Burgasser, Adam J.; Tinney, Chris G.; Parker, Stephen; Salter, Graeme (2012). "Definición adicional del tipo espectral" Y "y exploración del extremo de baja masa de la función de masa de la enana marrón del campo". La revista astrofísica . 753 (2): 156. arXiv : 1205.2122 . Código Bib : 2012ApJ...753..156K. doi :10.1088/0004-637X/753/2/156. S2CID  119279752.
  2. ^ abc Marsh, Kenneth A.; Wright, Edward L.; Kirkpatrick, J. Davy; Gelino, Christopher R.; Cushing, Michael C.; Griffith, Roger L.; Skrutskie, Michael F.; Eisenhardt, Peter R. (2013). "Paralaje y movimientos propios de enanas marrones ultrafrías de tipos espectrales Y y T tardío". La revista astrofísica . 762 (2): 119. arXiv : 1211.6977 . Código Bib : 2013ApJ...762..119M. doi :10.1088/0004-637X/762/2/119. S2CID  42923100.
  3. ^ a b C Kirkpatrick, J. Davy; Gelino, Christopher R.; Faherty, Jacqueline K.; Meisner, Aaron M.; Caselden, Dan; Schneider, Adam C.; Marruecos, Federico; Cayago, Alfred J.; Inteligente, RL; Eisenhardt, Peter R.; Kuchner, Marc J. (2021). "La función de masa subestelar de campo basada en el censo de 20 pc de cielo completo de 525 enanas L, T e y". Serie de suplementos de revistas astrofísicas . 253 (1): 7. arXiv : 2011.11616 . Código Bib : 2021ApJS..253....7K. doi : 10.3847/1538-4365/abd107 . S2CID  227126954.
  4. ^ abc Leggett, SK; Tremblin, Pascal (25 de septiembre de 2023). "Los primeros datos de la enana Y del JWST muestran que los procesos dinámicos y diabáticos regulan las atmósferas frías de las enanas marrones". La revista astrofísica . 959 (2): 86. arXiv : 2309.14567 . doi : 10.3847/1538-4357/acfdad .
  5. ^ ab Kothari, Harshil; Cushing, Michael C.; Burningham, Ben; Beiler, Samuel A.; Kirkpatrick, J. Davy; Schneider, Adam C.; Mukherjee, Sagnick; Marley, Mark S. (10 de junio de 2024). "Sondeo de las alturas y profundidades de las atmósferas enanas Y: un análisis de recuperación de la distribución de energía espectral JWST de WISE J035934.06−540154.6". arXiv : 2406.06493 [astro-ph.SR].
  6. ^ ab Beiler, Samuel A.; Cushing, Michael C.; Kirkpatrick, J. Davy; Schneider, Adam C.; Mukherjee, Sagnick; Marley, Mark S. (1 de julio de 2023). "La primera distribución de energía espectral JWST de una enana Y". La revista astrofísica . 951 (2): L48. arXiv : 2306.11807 . Código Bib : 2023ApJ...951L..48B. doi : 10.3847/2041-8213/ace32c . ISSN  0004-637X.
  7. ^ Paterson, David.A. "Temas de astronomía: Tema 8. Inadecuación de la ecuación de Lutz-Kelker para enanas marrones". Recuperado el 24 de septiembre de 2015.