EERSTE BRUINE DWERGEN VERRADEN ZICH DOOR LITHIUM

Spaanse en Amerikaanse astronomen hebben ondubbelzinnig aangetoond dat twee lichtzwakke sterretjes in de Pleiaden geen sterren zijn maar zogeheten bruine dwergen. Het zijn ster-achtige objecten die tijdens hun ontstaan zo weinig waterstofgas hebben meegekregen, dat de druk en temperatuur in hun inwendige niet voldoende hoog konden worden om de fusie van waterstof tot helium te laten plaatsvinden en ze als ster te laten stralen.

Dit is het geval als zulke gasbollen een massa meekrijgen van minder dan ongeveer 0,07 maal die van de zon, ofwel minder dan 70 maal die van de planeet Jupiter.

Zulke ondermaatse sterren kunnen nog een paar miljoen jaar op de fusie van deuterium (zware waterstof) teren, maar daarna koelen zij onherroepelijk af en op den duur worden zij zelfs te lichtzwak om nog te kunnen worden opgemerkt.

Dat laatste is jammer, omdat bruine dwergen voor astronomen om verschillende redenen erg interssant zijn. Zij zijn een soort 'schakels' tussen sterren en planeten en kunnen zo bijdragen tot een beter inzicht in het ontstaan van beide soorten hemellichamen. Misschien is het aantal bruine dwergen wel vele malen groter dan het aantal (zichtbare) sterren.

In het afgelopen jaar werden de eerste serieuze kandidaten voor bruine dwergen ontdekt. Zij verrieden zich op grond van hun lichtsterkte en oppervlaktetemperatuur. Een veel belangrijker criterium, hun massa, was echter niet te bepalen. Daarom is men gaan zoeken naar een ander direct bewijsstuk: de aanwezigheid van lithium. Kosmische gasbollen krijgen tijdens hun geboorte een hoeveelheid lithium mee. Bij zelfs de meest koele sterren wordt die in de loop der tijd door kernfusie geheel verbruikt, maar in de koele bruine dwergen blijft een deel hiervan ook na zeer lange tijd nog onaangeroerd.

Spaanse en Amerikaanse astronomen hebben nu bij twee van deze kandidaten, Teide 1 en Calar 3, dit element in het spectrum gevonden (Astrophysical Journal 469, p. L53). De zeer zwakke signalen werden gedetecteerd met de 10 meter Keck-telescoop op Hawaii, momenteel de meest lichtsterke telescoop ter wereld. Op grond van deze metingen kan nu ook beter de massa van de twee echte bruine dwergen worden berekend. Die massa, ongeveer 55 Jupitermassa's, ligt een stuk onder die van een derde kandidaat, PPl 15, waarin onlangs ook lithium was waargenomen. Teide 1 en Calar 3 zijn daarmee 'de eerste overtuigende bruine dwergen'. PPl 15, die een massa heeft van 80 Jupitermassa's, ligt 'op de grens tussen sterren en bruine dwergen', dus blijft vooralsnog een enigszins dubieus object.