Étude des nains bruns proches G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b
Des recherches montrent qu'il n'y a pas de disques détectables autour de deux nains bruns proches.
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Table des matières
Les astronomes cherchent toujours à en savoir plus sur les objets dans l’espace, surtout ceux qui ne sont pas des étoiles ou des planètes, comme les naines brunes et leurs disques. Les naines brunes sont des objets mystérieux, plus gros que des planètes mais plus petits que des étoiles. Elles ne brillent pas comme les étoiles ; à la place, elles peuvent avoir des disques entourés de poussière et de gaz. Ces disques peuvent nous en dire beaucoup sur la façon dont ces objets se forment et évoluent avec le temps.
Dans cet article, on va se pencher sur deux naines brunes spécifiques : G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b. Ces deux-là sont relativement proches, ce qui rend leur étude plus facile. On veut savoir si elles ont des disques autour d’elles faits de débris, qui pourraient donner des indices sur leur passé et leur futur.
Contexte sur les Naines Brunes et les Disques
Les naines brunes, comme G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b, se sont probablement formées comme des étoiles, mais elles n'ont pas assez de masse pour soutenir la fusion nucléaire dans leur noyau. Du coup, elles existent dans une sorte de limbes entre les étoiles et les planètes. Beaucoup de naines brunes sont entourées de disques de gaz et de poussière, qu'on appelle des Disques protoplanétaires chez les plus jeunes et des Disques de débris chez les plus vieux.
Les disques protoplanétaires sont les premières étapes de la formation des disques. Dans ces disques, le gaz et la poussière peuvent se regrouper pour former des corps plus gros, comme des planètes. Avec le temps, ces disques évoluent, perdent leur gaz et deviennent des disques de débris, qui consistent principalement en poussière et petits morceaux rocheux. Comprendre ces disques aide les scientifiques à apprendre comment les planètes se forment et comment des systèmes comme notre propre système solaire se sont constitués.
Objectifs de l'Étude
Notre étude vise à trouver des preuves de disques de débris autour de G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b. On va utiliser des télescopes avancés pour chercher des signes de ces disques. En étudiant ces disques, on espère en savoir plus sur la formation et l’évolution des naines brunes et leur potentiel à héberger des planètes.
Observations et Méthodes
Pour réaliser notre étude, on a utilisé certains des télescopes les plus puissants disponibles. On a fait des observations aux longueurs d'ondes millimétriques et submillimétriques, qui sont efficaces pour détecter la poussière froide dans l’espace. Ces observations ont été faites avec plusieurs télescopes différents, y compris le Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) et l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
Les observations pour G 196-3 B ont été réalisées avec NOEMA, qui a utilisé dix antennes qui ont bossé ensemble pour capturer des images détaillées de la zone autour de la naine brune. Pour VHS J125601.92 125723.9 b, on a utilisé à la fois NOEMA et ALMA. Ces observations ont eu lieu à des dates spécifiques en 2019, et on s’est concentré sur les longueurs d'ondes qui pourraient révéler des disques potentiels entourant ces naines brunes.
Résultats
Après avoir rassemblé toutes les données et les avoir analysées, on a constaté que ni G 196-3 B ni VHS J125601.92 125723.9 b ne montraient de signes de disques de débris dans nos observations. Les données ont montré de faibles niveaux d'émission aux longueurs d'onde étudiées, ce qui veut dire que s'il y a des disques, ils sont soit très faibles, soit composés de très peu de matière.
En se basant sur nos mesures et le manque de détections, on a calculé des limites supérieures sur la masse possible des disques qui pourraient entourer ces naines brunes. Pour G 196-3 B, on a trouvé une limite supérieure d'environ 0,014 masses terrestres, et pour VHS J125601.92 125723.9 b, environ 0,005 masses terrestres. Pour mettre ça en perspective, ces valeurs sont similaires à la masse de la Lune.
Discussion
Le fait de ne pas avoir détecté de disques autour de G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b n'est pas surprenant compte tenu de leur âge. Les disques de débris sont généralement moins visibles que les disques protoplanétaires et ont tendance à devenir plus faibles au fur et à mesure qu'ils évoluent. De plus, d'autres recherches ont montré que très peu de naines brunes ont été observées avec des disques détectables autour d'elles, ce qui renforce encore nos résultats.
Malgré l'absence de disques, nos résultats contribuent à notre compréhension des naines brunes. Ils suggèrent que si des disques de débris existent autour de ces objets, ils pourraient être plus petits et moins massifs que ce qu'on pensait auparavant. Ça peut aider à affiner les modèles sur l’évolution des naines brunes et pourrait signifier que beaucoup de ces objets existent sans disques substantiels en vieillissant.
Comparaison avec d'autres Études
Beaucoup d'études se sont penchées sur les disques entourant les naines brunes. Une petite fraction de ces objets a été trouvée avec des disques détectables, souvent parmi les plus jeunes qui ont encore pas mal de gaz et de poussière. En vieillissant, les disques de naines brunes ont tendance à perdre de la matière et à s’effacer, rendant leur détection plus difficile.
Les deux cas connus de naines brunes avec des disques confirmés sont PDS 70 c et SR 12 c, qui sont beaucoup plus jeunes que G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b. Ça suggère une relation entre l'âge et la visibilité des disques, avec les naines brunes plus jeunes ayant plus de chances d'avoir encore des disques apparents.
Directions de Recherche Futures
Nos résultats soulèvent des questions intéressantes pour les études futures. Il y a encore beaucoup à apprendre sur les disques autour des naines brunes et leur signification. Les futures observations devront être plus profondes et plus sensibles pour potentiellement détecter des disques plus faibles autour des naines brunes plus âgées.
Le développement de nouveaux télescopes et technologies permettra aux astronomes de regarder encore plus près ces objets. En continuant à rassembler des infos, les scientifiques pourront construire une image plus claire de la façon dont les naines brunes et leurs disques évoluent avec le temps.
Conclusion
La quête pour comprendre la nature des naines brunes et de leurs disques continue. Notre étude sur G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b a montré que ces objets ne montrent pas actuellement de disques de débris détectables, ce qui s'inscrit dans une compréhension plus large des naines brunes et de leur évolution. À mesure que la technologie s'améliore et que davantage de recherches sont menées, on espère découvrir plus sur ces objets intrigants et leur potentiel à héberger des systèmes planétaires.
L'étude de naines brunes comme G 196-3 B et VHS J125601.92 125723.9 b ouvre de nouvelles voies non seulement pour comprendre ces corps célestes uniques mais aussi pour saisir la nature complexe de l'univers et comment diverses caractéristiques astronomiques se forment et changent au fil du temps. Le chemin pour dévoiler les secrets de ces objets lointains continuera, fournissant des aperçus fascinants sur les processus stellaires et planétaires qui façonnent notre cosmos.
Titre: New constraints on the presence of debris disks around G 196-3 B and VHS J125601.92-125723.9 b
Résumé: We obtained deep images of G 196-3 B and VHS J1256-1257 b with the NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) at 1.3 mm. These data were combined with recently published Atacama Large Millimeter Array (ALMA) and Very Large Array (VLA) data of VHS J1256-1257 b at 0.87 mm and 0.9 cm, respectively. Neither G 196-3 B nor VHS J1256-1257 b were detected in the NOEMA, ALMA and VLA data. At 1.3 mm, we imposed flux upper limits of 0.108 mJy (G 196-3 B) and 0.153 mJy (VHS J1256-1257 b) with a 3-sigma confidence. Using the flux upper limits at the millimeter and radio wavelength regimes, we derived maximum values of 0.016 M$_{\rm Earth}$ and 0.004 M$_{\rm Earth}$ for the mass of any cold dust that might be surrounding G 196-3 B and VHS J1256-1257 b, respectively. We put our results in the context of other deep millimeter observations of free-floating and companion objects with substellar masses smaller than 20 M$_{\rm Jupiter}$ and ages between 1 and a few hundred million years. Only two very young objects are detected out of a few tens concluding, as other groups did before, that the disks around these very low-mass objects must have small masses and possibly reduced sizes. If debris disks around substellar objects scale down in a similar manner as protoplanetary disks do, millimeter observations of moderately young brown dwarfs and planets must be at least two orders of magnitude deeper for being able to detect and characterize their surrounding debris disks.
Auteurs: O. V. Zakhozhay, M. R. Zapatero Osorio, V. J. S. Bejar, J. B. Climent, J. C. Guirado, B. Gauza, N. Lodieu, D. A. Semenov, M. Perez-Torres, R. Azulay, R. Rebolo, J. Martin-Pintado, Ch. Lefevre
Dernière mise à jour: 2023-03-21 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2303.12163
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.12163
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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