Впервые астрономы использовали наблюдения радиотелескопа LOFAR, NASA IRTF, управляемого Гавайским университетом, и международной обсерватории Близнецов, программы NOIRLab NSF, чтобы обнаружить и охарактеризовать холодный коричневый карлик. Объект, получивший обозначение BDR J1750 + 3809, является первым субзвездным объектом, обнаруженным с помощью радионаблюдений — до сих пор коричневые карлики были обнаружены в крупных инфракрасных и оптических обзорах. Непосредственное обнаружение этих объектов с помощью чувствительных радиотелескопов, таких как LOFAR, является значительным прорывом, поскольку оно демонстрирует, что астрономы могут обнаруживать объекты, которые слишком холодные и тусклые, чтобы их можно было найти в существующих инфракрасных обзорах — возможно, даже большие свободно плавающие экзопланеты.
В этом открытии Близнецы были особенно важны, потому что они идентифицировали объект как коричневый карлик, а также дали нам указание на температуру объекта. Наблюдения Близнецов показали нам, что объект был достаточно холодным, чтобы метан образовался в его атмосфере, что показало нам, что этот объект является близким родственником таких планет Солнечной системы, как Юпитер.
Коричневые карлики — это субзвездные объекты, расположенные на границе между самыми большими планетами и самыми маленькими звездами. Коричневые карлики, которых иногда называют неудавшимися звездами, не обладают массой, чтобы вызвать синтез водорода в их ядрах, вместо этого они светятся в инфракрасных длинах волн с остаточным теплом от их образования. Коричневые карлики не обладают реакциями синтеза, благодаря которым наше Солнце светит, но они могут излучать свет в радиоволнах. Процесс, лежащий в основе этого радиоизлучения, знаком, поскольку он происходит на самой большой планете Солнечной системы. Мощное магнитное поле Юпитера ускоряет заряженные частицы, такие как электроны, которые, в свою очередь, создают излучение — в данном случае радиоволны и полярные сияния.
Тот факт, что коричневые карлики являются радиоизлучателями, позволил международному сотрудничеству астрономов, стоящему за этим результатом, разработать новую стратегию наблюдений. Радиоизлучение ранее было обнаружено лишь у горстки холодных коричневых карликов — и они были известны и каталогизированы с помощью инфракрасных обзоров, прежде чем их можно было наблюдать с помощью радиотелескопов. Команда решила изменить эту стратегию, используя чувствительный радиотелескоп, чтобы обнаружить холодные, слабые источники, а затем провести последующие инфракрасные наблюдения с помощью большого телескопа, такого как 8-метровый телескоп Gemini North, для их классификации.
Обнаружив в своих наблюдениях множество контрольных радиосигнатур, команде пришлось отличить потенциально интересные источники от фоновых галактик. Для этого они искали особую форму света с круговой поляризацией — особенность света от звезд, планет и коричневых карликов, но не от фоновых галактик. Обнаружив радиоисточник с круговой поляризацией, команда затем обратилась к телескопам, включая Gemini North и NASA IRTF, чтобы предоставить измерения, необходимые для идентификации их открытия.
Gemini North оснащена множеством инфракрасных инструментов, один из которых обычно готов к наблюдению, когда возникает интересная астрономическая возможность. В случае с BDR J1750 + 3809 основной инфракрасный формирователь изображений Gemini, ближний инфракрасный формирователь изображения и спектрограф (NIRI), был недоступен, поэтому астрономы Gemini пошли на необычный шаг, используя камеру сбора данных для ближнего инфракрасного спектрографа Gemini (GNIRS). вместо. Благодаря кропотливой работе и дальновидности сотрудников Gemini, эта камера обеспечивала глубокое, резкое и точное изображение в нескольких инфракрасных длинах волн.
Открытие BDR J1750 + 3809 не только само по себе является захватывающим результатом, но и может дать заманчивую возможность заглянуть в будущее, когда астрономы смогут измерять свойства магнитных полей экзопланет. Холодные коричневые карлики — самые близкие к экзопланетам объекты, которые астрономы в настоящее время могут обнаруживать с помощью радиотелескопов, и это открытие можно использовать для проверки теорий, предсказывающих силу магнитного поля экзопланет. Магнитные поля являются важным фактором в определении свойств атмосферы и долгосрочной эволюции экзопланет.
