Kreditna slika: Blizanci
Zahvaljujući adaptivnom optičkom sustavu opservatorija Blizanci, astronomi su uspjeli primijetiti smeđeg patuljka koji orbitira oko zvijezde samo tri puta više od udaljenosti Zemlje od Sunca. Ovaj novootkriveni par, LHS 2397a, nalazi se na samo 46 svjetlosnih godina od Zemlje i najbliže je razdvajanju binarne zvijezde ikad otkrivene. Havajski teleskop Gemini toliko je moćan jer koristi fleksibilno ogledalo koje sprečava zamućivanje uzrokovano Zemljinom atmosferom.
Astronomi koji koriste adaptivnu optičku tehnologiju na sjevernom teleskopu Blizanci primijetili su smeđeg patuljka koji je orbitirao oko zvijezde male mase na udaljenosti koja je usporediva sa samo tri puta većom udaljenost između Zemlje i Sunca. Ovo je najbliža udaljenost razdvajanja ikad pronađena za ovu vrstu binarnog sustava pomoću izravnog snimanja.
Rekordni nalaz samo je jedan od desetak laganih binarnih sustava primijećenih u studiji. Zajedno, oni pružaju novu perspektivu u pogledu formiranja zvjezdanih sustava i kako mogu formirati manja tijela u Svemiru (uključujući velike planete).
"Korištenjem naprednih mogućnosti snimanja Geminija uspjeli smo jasno riješiti ovaj binarni par gdje je udaljenost smeđeg patuljka i njegove matične zvijezde samo oko dvostruko veća od Marsa od Sunca", rekla je članica tima Melanie Freed, studentica diplomirane studije na Sveučilištu Arizona u Tucsonu. S procijenjenom masom od 38-70 puta većom od mase Jupitera, novootkriveni smeđi patuljak smješten je samo tri puta udaljenost Sunca-Zemlje (ili 3,0 astronomske jedinice) od svoje matične zvijezde. Zvijezda, poznata kao LHS 2397a, udaljena je samo 46 svjetlosnih godina od Zemlje. Kretanje ovog objekta na nebu ukazuje da se radi o staroj, zvijezdi vrlo male mase.
Prethodni snimak zabilježio je najbližu udaljenost smeđeg patuljaka i njegovog roditelja (mnogo svjetlija zvijezda nalik Suncu) koja je bila gotovo pet puta veća pri 14 AU. Jedna astronomska jedinica (AU) jednaka je prosječnoj udaljenosti između Zemlje i Sunca ili oko 150 milijuna kilometara (93 milijuna milja).
Smeđi patuljci često se prikazuju kao "propale zvijezde" veće su od divovskih planeta poput Jupitera, ali njihova pojedinačna masa manja je od 8% Sunčeve mase (75 Jupiterovih masa), tako da nisu dovoljno masivni da bi mogli zasjati poput zvijezde. Smeđe patuljke se najbolje vide u infracrvenom jer se površinska toplina oslobađa kako se polako smanjuju. Otkrivanje smeđih patuljastih pratitelja unutar 3 AU druge zvijezde važan je korak prema oslikavanju ogromnih planeta oko drugih zvijezda.
Ovaj tim sa Sveučilišta u Arizoni pod vodstvom dr. Lairda Close-a upotrijebio je Sjeverni teleskop za otkrivanje jedanaest drugih pratitelja male mase, sugerirajući da su ovi binarni parovi male mase možda prilično česti. Otkriće toliko mnogo parova male mase bilo je iznenađenje s obzirom na argument da se većina zvijezda vrlo male mase i smeđi patuljci smatrali solo objektima koji lutaju iako su sami prostor nakon što su izbačeni iz svojih zvjezdanih rasadnika tijekom procesa stvaranja zvijezda.
"Završili smo prvo prilagodljivo optičko istraživanje zvijezda s oko 1/10 Sunčeve mase, a otkrili smo da priroda ne diskriminira zvijezde male mase kada je u pitanju pravljenje uskih binarnih parova", rekao je Bliski, pomoćnik profesor astronomije na Sveučilištu u Arizoni. Dr. Close je vodeći autor na današnjem radu predstavljenom na Simpozijumu astronomske unije Brown Dwarfs u Koni na Havajima, a glavni je istraživač u istraživanju zvijezda s malom masom.
Tim je pogledao 64 zvijezde niske mase (izvorno ih je identificirao John Gizis sa Sveučilišta u Delaveru) koje su se činile solo zvijezdama na slikama niže razlučivosti iz 2MASS sveobuhvatnog infracrvenog istraživanja. Jednom kada je tim koristio adaptivnu optiku na Blizancima kako bi napravio slike koje su deset puta oštrije, otkrilo se da dvanaest ovih zvijezda ima bliske pratioce. Iznenađujuće, bliski tim otkrio je da su udaljenosti razdvajanja između zvijezda niske mase i njihovih pratilaca znatno manje od očekivanih.
"Nalazimo da su pratioci zvijezdama niske mase obično samo 4 AU od svojih primarnih zvijezda. Ovo je iznenađujuće blisko zajedno", rekao je član tima Nick Siegler, diplomski student sa Sveučilišta u Arizoni. "Masivniji binarni listovi tipično su razdvajani bliže 30 AU, a mnogi binarni binarni slikovnici su mnogo širi od ovoga." Novo opažanje Blizanca, rekao je Close, "snažno implicira da zvijezde male mase nemaju suputnike koji su daleko od njihovih početnih izvora." Slične rezultate prethodno je pronašao tim koji je vodio dr. Eduardo L. Martin sa Instituta za astronomiju Sveučilišta na Havajima u istraživanju 34 zvijezde male masti i smeđih patuljaka u klasteru Plejade provedenom pomoću svemirskog teleskopa Hubble. Ova dva istraživanja zajedno jasno pokazuju da postoji intrigantna jakost smeđih patuljaka na odvajanju većem od 20 AU od zvijezda vrlo male mase i drugih smeđih patuljaka.
Tim projicira da svaka od pet zvijezda niske mase ima pratioca s odvajanjem u rasponu (3-200 AU). Unutar ovog raspona razdvajanja astronomi su primijetili sličnu frekvenciju masivnijih zvjezdanih drugova oko većih sunčevih zvijezda.
Gledano u cjelini, ovi novi rezultati sugeriraju da se (suprotno teoriji) binarne binarne datoteke male mase mogu oblikovati u procesu sličnom onom masivnijih binarnih datoteka. Zapravo, ovaj nalaz dodaje sve veće dokaze iz drugih skupina da je postotak binarnih sustava sličan tijelima koja se kreću u rasponu od jedne solarne mase do samo 0,05 sunčeve mase (ili 52 puta veće od Jupiterove mase). Na primjer, skupina koju predvode Neill Reid iz Znanstvenog instituta za svemirski teleskop i Sveučilište u Pennsylvaniji došla je do sličnog zaključka s manjim uzorkom od 20 zvijezda niže mase i smeđih patuljaka promatranih s Hubble svemirskim teleskopom.
Činjenica da zvijezde niske mase imaju bilo koje smeđe patuljaste patuljke male mase unutar 5 AU također je iznenađujuća jer je oko sunčevih zvijezda točno obrnuto. Prema istraživanjima radijalne brzine, vrlo malo sunčevih zvijezda ima smeđe patuljaste pratioce unutar ove udaljenosti. "Ovaj nedostatak smeđih patuljaka unutar 5 AU zvijezda nalik suncu nazvan je" smeđim patuljastim pustinjom "," primijetio je Close. "Međutim, vidimo da vjerojatno nema pustinjske smeđe patuljke oko zvijezda male mase."
Ovi rezultati predstavljaju važna ograničenja za teoretičare koji rade kako bi shvatili kako masa zvijezde utječe na masu i udaljenost razdvajanja pratilaca koji se s njom formiraju. "Bilo koji točan model formiranja zvijezda i planeta mora reproducirati ta opažanja", rekao je Close.
Ta su opažanja bila moguća samo zbog kombinacije jedinstveno osjetljivog Hokupa-ovog optičkog sustava za snimanje Sveučilišta na Havajima i tehničkih performansi teleskopa Gemini. Osjetljivost sustava Hokupa posljedica je koncepta osjetanja zakrivljenosti valovitog fronta koji je razvio dr. Francois Roddier. Prilagodljiva optika sve je presudnija tehnologija koja uklanja većinu "zamagljivanja" uzrokovanih turbulencijama u Zemljinoj atmosferi (tj. Treptanjem zvijezda). To se postiže brzim prilagođavanjem oblika posebnog, manjeg fleksibilnog zrcala koje odgovara lokalnim turbulencijama, a koje se temelje na povratnim informacijama u sustavu za podršku zrcala u stvarnom vremenu od promatranja zvijezde male mase. Hokupa može brojiti pojedinačne fotone (čestice svjetlosti) i tako može precizno izoštriti čak i vrlo slabe (tj., Male mase) zvijezde.
Bliske infracrvene optičke slike napravljene od 8-metarskog Gemini teleskopa u ovom su istraživanju bile dvostruko oštrije od onih koje se mogu napraviti istim valnim duljinama pomoću Zemljinog teleskopa Hubble, veličine 2,4 metra, u orbiti. Jedino zemaljsko istraživanje takve vrste, za ovo je rad zahtijevalo pet noći u toku jedne godine sa sustavom Hokupa, na sjeveru Geminija.
Važno je napomenuti da su ovdje korištene udaljenosti mjereno na nebu. Prava orbitalna odvajanja mogu biti malo veća kada se u budućnosti zna puna orbita ovih binarnih datoteka.
Ostali članovi znanstvenog tima uključuju James Liebert (Zvjezdarnica Stewarda, Sveučilište u Arizoni), Wolfgang Brandner (Europska južna opservatorija, Garching, Njemačka) te Eduardo Martin i Dan Potter (Institut za astronomiju, Sveučilište na Havajima).
Ovdje zabilježena zapažanja dio su istraživanja koje je u tijeku. Početni rezultati prvih 20 zvijezda niske mase našeg istraživanja objavljeni su u broju za 1. ožujka 2002, časopis The Astrophysical Journal Letters, vol. 567, stranice L53-L57.
Slike i ilustracije povezane s ovim izdanjem vijesti dostupne su na Internetu na: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close možete kontaktirati na broj 520 / 626-5992, [zaštićen e-poštom], nakon što se vrati u svoj ured 28. svibnja.
Anketu su dijelom podržali Ured za znanstvena istraživanja zrakoplovstva SAD-a i Opservatorij Stewarda Sveučilišta u Arizoni. Hokupa'su podržavaju Grupa za adaptivnu optiku Sveučilišta na Havajima i Nacionalna zaklada za znanost.
Opservatorij Blizanci međunarodna je suradnja koja je izgradila dva identična 8-metarska teleskopa. Teleskopi su smješteni u Mauna Kea, Havajima (sjever Blizanca) i Cerro Pach? N u središnjem Čileu (Blizanci jug), pa pružaju potpunu pokrivenost obje nebeske hemisfere. Oba teleskopa uključuju nove tehnologije koje omogućuju velikim, relativno tankim ogledalima pod aktivnom kontrolom da sakupljaju i usredotočuju optičko i infracrveno zračenje iz svemira.
Opservatorij Blizanci pruža astronomskim zajednicama u svakoj partnerskoj zemlji vrhunske astronomske olakšice koje raspoređuju vrijeme promatranja srazmjerno doprinosu svake zemlje. Uz financijsku potporu, svaka zemlja također daje značajna znanstvena i tehnička sredstva. Nacionalne istraživačke agencije koje formiraju partnerstvo Blizanca uključuju: Američku nacionalnu fondaciju za znanost (NSF), Ujedinjeno kraljevsko vijeće za fiziku i astronomiju (PPARC), Kanadsko nacionalno vijeće za istraživanje (NRC), čileanski Comisi? N Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Australsko istraživačko vijeće (ARC), argentinski Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) i brazilski Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico (CNPq ). Opservatorijom upravlja Udruga sveučilišta za istraživanje u astronomiji, Inc. (AURA) temeljem sporazuma o suradnji s NSF-om. NSF također služi kao izvršna agencija za međunarodno partnerstvo.
Više informacija potražite na web stranici Gemini na: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Izvorni izvor: Gemini News Release
