De ruimtemissie SPHEREx heeft een belangrijke stap gezet in het begrijpen van bruine dwergen, hemellichamen die zich qua eigenschappen tussen gasplaneten en sterren bevinden. Door het verzamelen van nauwkeurige gegevens over deze objecten, die vaak worden aangeduid als 'mislukte sterren', kunnen astronomen nu veel preciezer kijken naar de samenstelling van hun atmosferen.
Bruine dwergen onderscheiden zich van normale sterren doordat ze onvoldoende massa bezitten om kernfusie te starten. Omdat ze geen waterstof kunnen verbranden om energie op te wekken, stralen ze niet op de traditionele manier. In plaats daarvan koelen deze objecten gedurende hun levensloop geleidelijk af, terwijl ze in omvang krimpen en sneller gaan roteren. Volgens universetoday.com is de detectie van deze objecten uitdagend vanwege hun geringe lichtopbrengst, waardoor onderzoekers afhankelijk zijn van de warmtestraling die uit hun binnenste ontsnapt.
Het analyseren van deze warmtestraling gebeurt via spectroscopie. Wanneer licht door de atmosfeer van een bruine dwerg trekt, absorberen moleculen zoals koolmonoxide, waterdamp en methaan specifieke golflengten. Door deze patronen te bestuderen, kunnen wetenschappers de chemische samenstelling van de atmosfeer bepalen. In het verleden werden hiervoor survey-telescopen zoals WISE en 2MASS gebruikt, maar deze beschikten over breedbandfilters die te weinig resolutie boden. legt uit dat de fijne details van de spectra bij deze oudere methoden verloren gingen, waardoor een compleet beeld van de atmosferen ontbrak.
Met de inzet van de Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer (SPHEREx) is er een technologische doorbraak gerealiseerd. Dit instrument, dat in mei 2025 operationeel werd, brengt de hemel in kaart via 102 verschillende golflengtekanalen tussen 0,75 en 5 micron. Hiermee wordt ongeveer 80% van de infrarode warmte-energie die bruine dwergen uitstralen opgevangen. Een onderzoeksgroep onder leiding van Zafar Rustamkulov, verbonden aan het Jet Propulsion Laboratory van de NASA en Caltech, heeft deze technologie gebruikt om een dataset samen te stellen van 33 bruine dwergen die zich op een afstand van 7 tot 100 lichtjaar van de aarde bevinden, zoals beschreven door .
Het onderzoek richtte zich specifiek op drie verschillende spectrale klassen, ingedeeld op basis van temperatuur. De L-dwergen zijn de warmste varianten met temperaturen rond de 2.200 °F, gevolgd door de T-dwergen die tussen de 700 en 1.000 °F liggen. De koudste groep, de Y-dwergen, kan temperaturen bereiken tot wel -20 °F. Om de resultaten te valideren, werden de waarnemingen vergeleken met diverse theoretische modellen, waaronder ATMO2020, BT-Settl en de Sonora-modellen (Diamondback en Elf Owl).
De conclusies van het onderzoek, die zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters, wijzen uit dat de huidige theoretische modellen voor atmosferen van bruine dwergen tekortschieten. De hoge precisie van de SPHEREx-metingen maakt het nu mogelijk om deze modellen kritisch te evalueren en te verbeteren. Zoals vermeld door , is deze nieuwe data essentieel om de evolutie van objecten die het midden houden tussen planeten en sterren beter te begrijpen.