[论文解读] A WISE Observation of a coolest brown dwarf, CFBDSIR 1458+1013

E. L. Wright, Amy Mainzer+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 13, 2011

Stellar, planetary, and galactic studies被引用 4

一句话总结

本研究利用 WISE 4.6 μm 光度测量，比较了目前已知最冷的两颗棕矮星 CFBDSIR 1458+1013B 和 WD 0806-661B，发现 1458+1013B 显著比 WD 0806-661B 更热且更明亮。通过建模颜色-星等关系与通量比，作者得出结论：1458+1013B 的绝对星等为 M_W2 = 14.85，有效温度为 370 ± 40 K，而 WD 0806-661B 更冷（≈300 K）且更暗，其预测的 J 波段星等为 22.6，使得后续光谱观测极具挑战性。

ABSTRACT

The Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) has detected the close binary brown dwarf system CFBDSIR 1458+1013AB as WISEP J145829.35+101341.8 with a combined magnitude at 4.6 microns of W2 = 15.488+/-0.147. This allows a comparison with another "coolest" brown dwarf candidate WD 0806-661B that has been observed at 4.5 microns with [4.5] = 16.75+/-0.05. Here we use the WISE data to show that 1458+1013B is almost certainly warmer and more luminous than WD 0806-661B.

研究动机与目标

• 利用 WISE 数据比较两颗目前已知最冷棕矮星 CFBDSIR 1458+1013B 和 WD 0806-661B 的红外亮度与温度。
• 通过分析其 4.6 μm 星等与颜色指数，确定二者中哪一颗更热且更明亮。
• 估算 T 型棕矮星的本征颜色-星等关系，以从观测的 WISE 和 J 波段数据推断通量比与绝对星等。
• 评估对像 WD 0806-661B 这类极红且极暗的棕矮星进行未来光谱后续观测的可行性。

提出的方法

• 利用 WISE 全天 Survey 数据，测量双星系统 CFBDSIR 1458+1013AB 在 4.6 μm 波段的联合 W2 星等为 15.488 ± 0.147。
• 采用线性模型 M_W2 = a + b(J−W2)，其中 a = 11.14，b = 0.701，将绝对星等与 J−W2 颜色关联起来。
• 利用已知距离的 T 型棕矮星样本及 1458+1013 的 A/B 组件，拟合 4.6 μm 波段的通量比 f = F_A/F_B，得到 f = 1.85 ± 0.61。
• 应用所得通量比，估算 1458+1013B 的个体星等与颜色，假设其比 A 组件更红。
• 利用 WD 0806-661B 的预测 J−W2 颜色为 5.9 ± 0.6，估算其 J 波段星等为 J = 22.6，假设距离为 19.2 ± 0.6 pc。
• 通过绝对星等与先前研究估算的有效温度，比较两者的光度与温度。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于 WISE 4.6 μm 光度测量，CFBDSIR 1458+1013B 是否比 WD 0806-661B 更热且更明亮？
• RQ2 CFBDSIR 1458+1013 双星系统在 4.6 μm 波段的组分通量比是多少，其对次星亮度推断有何影响？
• RQ3 WD 0806-661B 在 J−W2 颜色上有多红，这对其在 J 波段的可探测性有何含义？
• RQ4 T 型棕矮星的颜色-星等关系是否可用于可靠估算极冷棕矮星的绝对星等与通量比？
• RQ5 WD 0806-661B 的预测 J 波段星等为 22.6，对其光谱后续观测有何影响？

主要发现

• CFBDSIR 1458+1013AB 的联合 WISE W2 星等为 15.488 ± 0.147（4.6 μm），3.4 μm 波段的 2σ 上限为 W1 > 16.84 等级。
• 4.6 μm 波段的通量比 f = F_A/F_B 估计为 1.85 ± 0.61，表明 B 组件在此波段显著比 A 组件暗。
• 1458+1013B 的绝对星等为 M_W2 = 14.85，明显比 WD 0806-661B 的预测值 M_W2 = 15.28 更亮。
• 1458+1013B 的有效温度为 370 ± 40 K，而 WD 0806-661B 估计为 ≈300 K，证实其更冷。
• WD 0806-661B 的预测 J−W2 颜色为 5.9 ± 0.6，意味着其 J 波段星等为 22.6，过暗以至于地面望远镜难以探测，甚至哈勃望远镜也极具挑战。
• WISE 全天 Survey 预计将发现更多邻近、偏红且较亮的棕矮星，相较于像 WD 0806-661B 这类极暗且极红的天体，更易于进行详细研究。