Źródło zdjęcia: Gemini
Dzięki adaptacyjnemu układowi optycznemu obserwatorium Gemini astronomowie byli w stanie dostrzec brązowego karła krążącego wokół gwiazdy tylko trzy razy dalej niż Ziemia do Słońca. Ta nowo odkryta para, LHS 2397a, znajduje się zaledwie 46 lat świetlnych od Ziemi i jest najbliższym odsłonięciem gwiazdy podwójnej, jaką kiedykolwiek odkryto. Teleskop Gemini z Hawajów jest tak potężny, ponieważ wykorzystuje elastyczne lustro, które przeciwdziała rozmyciu spowodowanemu ziemską atmosferą.
Astronomowie używający technologii optyki adaptacyjnej w Północnym Teleskopie Gemini zaobserwowali brązowego karła krążącego wokół gwiazdy o niskiej masie w odległości porównywalnej do zaledwie trzykrotności odległości między Ziemią a Słońcem. Jest to najbliższa jak dotąd odległość separacji dla tego typu układu podwójnego wykorzystującego bezpośrednie obrazowanie.
Rekordowe odkrycie to tylko jeden z kilkunastu lekkich układów binarnych zaobserwowanych w badaniu. Razem dają one nowe spojrzenie na tworzenie układów gwiezdnych i na to, jak mogą powstawać mniejsze ciała we Wszechświecie (w tym duże planety).
„Korzystając z zaawansowanych możliwości obrazowania Gemini, byliśmy w stanie jednoznacznie rozwiązać tę dwójkową parę, w której odległość między brązowym karłem a jego matką macierzystą jest tylko około dwa razy większa niż odległość Marsa od Słońca”, powiedziała członek zespołu Melanie Freed, absolwentka na University of Arizona w Tucson. Przy szacowanej masie 38–70 razy większej niż masa Jowisza, nowo zidentyfikowany brązowy karzeł znajduje się zaledwie trzy razy więcej niż Słońce-Ziemia (lub 3,0 jednostek astronomicznych) od swojej gwiazdy macierzystej. Gwiazda, znana jako LHS 2397a, znajduje się zaledwie 46 lat świetlnych od Ziemi. Ruch tego obiektu na niebie wskazuje, że jest to stara gwiazda o bardzo małej masie.
Poprzedni zapis obrazowania dla najbliższej odległości między brązowym karłem a jego rodzicem (znacznie jaśniejszą, podobną do Słońca gwiazdą) był prawie pięciokrotnie większy przy 14 AU. Jedna jednostka astronomiczna (AU) jest równa średniej odległości między Ziemią a Słońcem lub około 150 milionów kilometrów (93 milionów mil).
Brązowe karły, często przedstawiane jako „nieudane gwiazdy”, są większe niż gigantyczne planety, takie jak Jowisz, ale ich masy są mniejsze niż 8% masy Słońca (75 mas Jowisza), więc nie są wystarczająco masywne, aby świecić jak gwiazda. Brązowe karły najlepiej oglądać w podczerwieni, ponieważ ciepło powierzchniowe jest uwalniane, gdy powoli się kurczą. Wykrywanie towarzyszy brązowego karła w odległości 3 AU od innej gwiazdy jest ważnym krokiem w kierunku obrazowania masywnych planet wokół innych gwiazd.
Zespół z University of Arizona, kierowany przez dr Lairda Closea, użył północnego teleskopu Gemini do wykrycia jedenastu innych towarzyszy o niskiej masie, co sugeruje, że te pary binarne o niskiej masie mogą być dość powszechne. Odkrycie tak wielu par o niskiej masie było niespodzianką, biorąc pod uwagę argument, że większość bardzo małych gwiazd i brązowych karłów uważano za obiekty solo wędrujące przez samą przestrzeń po wyrzuceniu ich z gwiezdnych żłobków podczas procesu formowania gwiazd.
„Ukończyliśmy pierwszą opartą na optyce optycznej analizę gwiazd o masie około 1/10 masy Słońca, i odkryliśmy, że natura nie dyskryminuje gwiazd o niskiej masie, jeśli chodzi o tworzenie ciasnych par podwójnych”, powiedział Close, asystent profesor astronomii na uniwersytecie w Arizonie. Dr Close jest głównym autorem artykułu opublikowanego dzisiaj na sympozjum Międzynarodowego Związku Astronomicznego im. Browna Dwarfsa w Kona na Hawajach i jest głównym badaczem badania gwiazd o niskiej masie.
Zespół przyjrzał się 64 gwiazdom o niskiej masie (pierwotnie zidentyfikowanym przez Johna Gizisa z University of Delaware), które wydawały się być gwiazdami solo na zdjęciach w niższej rozdzielczości z badania 2MASS całego nieba w podczerwieni. Gdy zespół zastosował optykę adaptacyjną na Gemini, aby obrazy były dziesięć razy ostrzejsze, okazało się, że dwanaście z tych gwiazd ma bliskich towarzyszy. Niespodziewanie zespół Close stwierdził, że odległości między gwiazdami o niskiej masie a ich towarzyszami były znacznie mniejsze niż oczekiwano.
„Okazało się, że towarzysze gwiazd o niskiej masie mają zazwyczaj tylko 4 jednostki AU od swoich głównych gwiazd, co jest zaskakująco blisko siebie”, powiedział członek zespołu Nick Siegler, absolwent Uniwersytetu Arizony. „Bardziej masywne pliki binarne mają typowe separacje bliższe 30 AU, a wiele plików binarnych jest znacznie szerszych.” Nowe obserwacje Bliźniąt, powiedział Close, „sugerują silnie, że gwiazdy o niskiej masie nie mają towarzyszy daleko od ich pierwotnych gwiazd”. Podobne wyniki zostały wcześniej znalezione przez zespół prowadzony przez dr Eduardo L. Martina z University of Hawaii Institute for Astronomy w badaniu 34 bardzo małych gwiazd i brązowych karłów w gromadzie Plejad przeprowadzonym za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Te dwa badania wyraźnie pokazują, że intrygujący jest brak brązowych karłów w odległości większej niż 20 jednostek AU od gwiazd o bardzo małej masie i innych brązowych karłów.
Zespół przewiduje, że jedna na pięć gwiazd o niskiej masie ma towarzysza z separacją w przedziale (3-200 AU). W tym zakresie separacji astronomowie zaobserwowali podobną częstotliwość masywniejszych towarzyszy gwiezdnych wokół większych gwiazd podobnych do Słońca.
Podsumowując, te nowe wyniki sugerują, że (w przeciwieństwie do teorii) binaria o niskiej masie mogą tworzyć się w procesie podobnym do procesu o większym rozmiarze. Rzeczywiście, to odkrycie dodaje do rosnących dowodów z innych grup, że odsetek układów podwójnych jest podobny dla ciał o zakresie od jednej masy słonecznej do zaledwie 0,05 masy Słońca (lub 52 razy więcej niż masa Jowisza). Na przykład grupa kierowana przez Neilla Reida z Space Telescope Science Institute i University of Pennsylvania doszła do podobnego wniosku z mniejszą próbką 20 jeszcze mniej masywnych gwiazd i brązowych karłów obserwowanych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a.
Fakt, że gwiazdy o niskiej masie mają dowolnych towarzyszy brązowego karła o małej masie wewnątrz 5 AU, jest również zaskakujący, ponieważ dokładnie odwrotne jest w przypadku gwiazd podobnych do Słońca. Według badań prędkości radialnej bardzo niewiele gwiazd podobnych do Słońca ma brązowych towarzyszy karła w tej odległości. „Ten brak towarzyszy brązowego karła w odległości 5 AU od gwiazd podobnych do Słońca został nazwany„ pustynnym brązowym karłem ”- zauważył Close. „Widzimy jednak, że wokół gwiazd o niskiej masie prawdopodobnie nie ma pustynnego brązowego karła”.
Wyniki te stanowią ważne ograniczenia dla teoretyków pracujących nad zrozumieniem, w jaki sposób masa gwiazdy wpływa na masę i odległość separacji towarzyszących jej formantów. „Każdy dokładny model formowania się gwiazd i planet musi odtwarzać te obserwacje” - powiedział Close.
Te obserwacje były możliwe tylko dzięki połączeniu wyjątkowo czułego systemu adaptacyjnego obrazowania optyki Hokupa z Uniwersytetu Hawajskiego oraz technicznej wydajności teleskopów Gemini. Czułość systemu Hokupy wynika z koncepcji wykrywania krzywizny krzywizny opracowanej przez dr Francoisa Roddiera. Optyka adaptacyjna jest coraz ważniejszą technologią, która eliminuje większość „rozmazań” spowodowanych turbulencjami w atmosferze ziemskiej (tj. Migotaniem gwiazd). Odbywa się to poprzez szybkie dostosowanie kształtu specjalnego, mniejszego elastycznego lustra do lokalnych turbulencji, w oparciu o informacje zwrotne w czasie rzeczywistym do układu nośnego lustra z obserwacji gwiazdy o niskiej masie. Hokupa może zliczać pojedyncze fotony (cząstki światła), a zatem może precyzyjnie wyostrzać nawet bardzo słabe (tj. O małej masie) gwiazdy.
Adaptacyjne optyki w bliskiej podczerwieni wykonane przez 8-metrowy teleskop Gemini w tym badaniu były dwukrotnie ostrzejsze niż te, które można wykonać przy tej samej długości fali za pomocą orbitującego wokół Ziemi 2,4-metrowego Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Ta jedyna tego rodzaju ankieta naziemna wymagała pięciu nocy w ciągu jednego roku w systemie Hokupa w Gemini North.
Należy zauważyć, że stosowane tutaj odległości są mierzone na niebie. Rzeczywiste separacje orbit mogą być nieco większe, gdy pełna orbita tych plików binarnych będzie znana w przyszłości.
Inni członkowie zespołu naukowego to James Liebert (Steward Observatory, University of Arizona), Wolfgang Brandner (European Southern Observatory, Garching, Niemcy) oraz Eduardo Martin i Dan Potter (Institute for Astronomy, University of Hawaii).
Przedstawione tutaj obserwacje są częścią trwającej ankiety. Wstępne wyniki pierwszych 20 gwiazd o niskiej masie z naszego badania zostały opublikowane w numerze Astrophysical Journal Letters, tom 1 marca 2002 r., 567 Pages L53-L57.
Zdjęcia i ilustracje związane z tym komunikatem prasowym są dostępne w Internecie pod adresem: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Z Laird Close można się skontaktować pod numerem 520 / 626-5992, [chroniony pocztą e-mail], po powrocie do biura 28 maja.
Ta ankieta była częściowo wspierana przez Biuro Badań Naukowych Sił Powietrznych USA i Obserwatorium Stewarda University of Arizona. Hokupa jest wspierana przez University of Hawaii Adaptive Optics Group i National Science Foundation.
Gemini Observatory to międzynarodowa współpraca, w ramach której zbudowano dwa identyczne 8-metrowe teleskopy. Teleskopy znajdują się w Mauna Kea, na Hawajach (Gemini North) i Cerro Pach? N w środkowym Chile (Gemini South), a zatem zapewniają pełne pokrycie obu półkul nieba. Oba teleskopy wykorzystują nowe technologie, które pozwalają dużym, stosunkowo cienkim zwierciadłom pod aktywną kontrolą gromadzić i skupiać zarówno promieniowanie optyczne, jak i podczerwone z kosmosu.
Gemini Observatory zapewnia społecznościom astronomicznym w każdym kraju partnerskim najnowocześniejsze urządzenia astronomiczne, które przydzielają czas obserwacji proporcjonalnie do wkładu każdego kraju. Oprócz wsparcia finansowego każdy kraj wnosi również znaczne zasoby naukowe i techniczne. Do krajowych agencji badawczych, które tworzą partnerstwo Gemini, należą: National National Science Foundation (NSF), Brytyjska Rada Badań Fizyki Cząstek i Astronomii (PPARC), National National Council Council (NRC), chilijska Comisi? N Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnolígica (CONICYT), Australian Research Council (ARC), argentyńska Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) oraz brazylijska Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico (CNPqq ). Obserwatorium jest zarządzane przez Stowarzyszenie Uniwersytetów Badań w Astronomii, Inc. (AURA) na podstawie umowy o współpracy z NSF. NSF służy również jako agencja wykonawcza partnerstwa międzynarodowego.
Więcej informacji można znaleźć na stronie Gemini pod adresem: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Oryginalne źródło: Gemini News Release
