Astronómovia používajúci ďalekohľady Gemini North a Keck II sa nahliadli do systému násilných binárnych hviezd, aby zistili, že jedna z interagujúcich hviezd stratila toľko hmoty pre svojho partnera, že ustúpila do podivného, inertného tela pripomínajúceho neznámy typ hviezdy.
Keďže nie je schopná udržať jadrovú fúziu vo svojom jadre a odsúdená na obežnú dráhu so svojím oveľa energickejším partnerom bieleho trpaslíka milióny rokov, je mŕtvy hviezdou v podstate nový neurčitý typ hviezdneho objektu.
"Rovnako ako klasická línia o poškodenom partnerovi v romantickom vzťahu, menšia hviezda darcu dala a dala, a dala viac, až kým nezostalo nič," hovorí Steve B. Howell, astronóm Wisconsin-Indiana-Yale. -NOAO (WIYN) a National Optical Astronomy Observatory, Tucson, AZ. „Darcovská hviezda teraz dosiahla slepú uličku - je príliš veľká na to, aby bola považovaná za super planétu, jej zloženie nezodpovedá známym hnedým trpaslíkom a jej hmotnosť je príliš nízka na to, aby bola hviezdou. Neexistuje žiadna skutočná kategória pre objekt v takomto limbu. “
Binárny systém, známy ako EF Eridanus (skrátene EF Eri), sa nachádza 300 svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Eridanus. EF Eri pozostáva z slabej bielej trpasličej hviezdy s asi 60 percentami hmotnosti Slnka a darcovského objektu neznámeho typu, ktorý má odhadovanú veľkosť iba 1/2 slnečnej hmoty.
Howell a Thomas E. Harrison z Novej mexickej štátnej univerzity uskutočnili vysoko presné infračervené merania binárneho systému pomocou spektrografických možností snímača Near Infrared Imager (NIRI) na ďalekohľade Gemini North a NIRSPEC na Keck II na Mauna Kea v decembri. 2002 a september 2003. Podporné pozorovania sa uskutočnili pomocou 2,1 metra ďalekohľadu v národnom observatóriu Kitt Peak neďaleko Tucsonu v septembri 2002.
EF Eri je typ binárneho hviezdneho systému známeho ako magnetické kataklyzmatické premenné. Táto trieda systémov môže produkovať oveľa viac týchto „mŕtvych“ objektov, ako si vedci uvedomili, hovorí Harrison, spoluautor článku o objave, ktorý má byť uverejnený v 20. vydaní Astrofyzikálneho denníka. "Tieto typy systémov nie sú spravidla započítavané do zvyčajných údajov o sčítaní hviezdnych systémov v typickej galaxii," hovorí Harrison. „Určite by sa o nich malo uvažovať opatrnejšie.“
Biely trpaslík v EF Eri je stlačený, vyhorený zvyšok slnečnej hviezdy, ktorý má teraz približne rovnaký priemer ako Zem, hoci stále vyžaruje veľké množstvo viditeľného svetla. Howell a Harrison pozorovali EF Eri v infračervenom svetle, pretože infračervenému svetlu z páru prirodzene dominuje teplo a dlhšie emisie vlnových dĺžok zo sekundárneho objektu.
Vedecká detektívna práca na odvodení komponentov tohto binárneho systému bola značne komplikovaná cyklotrónovým žiarením emitovaným ako voľné elektróny špirálovité po silných magnetických siločiarach bieleho trpaslíka. Magnetické pole bieleho trpaslíka je asi 14 miliónov krát silnejšie ako Slnko. Výsledné cyklotrónové žiarenie je emitované primárne v infračervenej časti spektra.
„V našej počiatočnej spektroskopii EF Eri sme si všimli, že niektoré časti infračerveného kontinuálneho svetla boli na určitú dobu asi 2-3 krát jasnejšie a potom zmizli. Toto rozjasnenie sa opakovalo na každej obežnej dráhe, a preto musel mať pôvod v binárnom formáte, “vysvetľuje Howell. „Najprv sme si mysleli, že zmena jasu je výsledkom rozdielu medzi vyhrievanou stranou a chladnejšou stranou objektu darcu, ale ďalšie pozorovania Geminiho a Kecka namiesto toho poukazovali na cyklotrónové žiarenie. „Vidíme“ túto ďalšiu infračervenú zložku vo fázach, ktoré sa vyskytujú, keď je žiarenie vyžarované v našom smere, a nevidíme to, keď žiarenie ukazuje iným smerom. “
81-minútová orbitálna perióda týchto dvoch objektov bola pravdepodobne štyri alebo päť hodín, keď sa proces hromadného prenosu začal asi pred piatimi miliardami rokov. Pôvodne mohol byť druhotný objekt podobný veľkosti ako Slnko, s asi 50 - 100 percentami slnečnej hmoty.
"Keď sa tento interaktívny proces hromadného prenosu z sekundárnej hviezdy na bieleho trpaslíka začne a prečo sa zastavil, pre nás obidve zostávajú neznáme," hovorí Howell. Počas tohto procesu boli veľmi pravdepodobné opakované výbuchy a nové výbuchy. Fyzika procesu tiež spôsobila, že sa tieto dva objekty špirálovito priblížili k sebe. Dnes sa tieto dva objekty obiehajú približne v rovnakom odstupe ako vzdialenosť od Zeme k Mesiacu. Darcovský objekt ustúpil do tela s priemerom približne rovným planéte Jupiter.
Kombinovaná pozorovacia sila 8-metrových a Keckových 10-metrových ďalekohľadov a ich veľkých primárnych zrkadiel, ktoré boli nevyhnutné pre tento výskum, Howell hovorí, objasňuje, že ani spektrálne vlastnosti darcu, ani jeho zloženie nezodpovedajú žiadnemu známemu typu hnedý trpaslík alebo planéta.
Derek Homeier University of Georgia vytvorila sériu počítačových modelov, ktoré sa pokúšajú zopakovať podmienky na EF Eri, ale ani tie najlepšie z nich sa úplne nezhodujú.
Tvar spektier naznačuje veľmi chladný predmet (približne 1 700 stupňov Kelvina, čo je ekvivalent chladného hnedého trpaslíka), nemajú však rovnaký podrobný tvar ani kľúčové vlastnosti spektra hnedých trpaslíkov. Najchladnejšie normálne hviezdy (hviezdy typu M s veľmi nízkou hmotnosťou) sú asi 2 500 stupňov K a Jupiter je 124 stupňov K. Odhaduje sa, že blízke exoplanety „horúcich Jupiterov“ nepriamo zistené inými astronómami pomocou gravitačného účinku na ich materské hviezdy sa odhadujú. byť 1 000 - 1 600 stupňov K.
Existuje malá šanca, že by sa systém EF Eri mohol pôvodne skladať z progenitora dnešnej bielej trpasličej hviezdy a nejakej „super planéty“, ktorá prežila vývoj bieleho trpaslíka, čoho výsledkom bude systém pozorovaný teraz, ale to sa považuje za nepravdepodobné.
"Existuje asi 15 ďalších známych binárnych systémov, ktoré môžu byť podobné EF Eri, ale žiadny z nich nebol dostatočne preštudovaný," hovorí Howell. "Momentálne pracujeme na niektorých z nich a snažíme sa vylepšiť naše modely tak, aby lepšie zodpovedali infračerveným spektrom."
Spoluautormi tohto príspevku o EF Eri sú Paula Szkody z University of Washington v Seattli a Joni Johnson a Heather Osborne zo štátu Nové Mexiko.
3,5 metrový ďalekohľad WIYN sa nachádza v národnom observatóriu Kitt Peak, 55 kilometrov juhozápadne od mesta Tucson, AZ. Národné observatórium Kitt Peak je súčasťou Národného observatória optickej astronómie, ktoré prevádzkuje Asociácia univerzít pre výskum v astronómii (AURA), Inc., na základe dohody o spolupráci s Národnou vedeckou nadáciou (NSF).
Medzi národné výskumné agentúry, ktoré tvoria partnerstvo observatória Gemini, patria: Národná vedecká nadácia USA (NSF), Rada pre výskum častíc a fyziky astronómie vo Veľkej Británii (PPARC), Kanadská národná rada pre výskum (NRC), Čílska komi sia nacional de Investigaci ? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Austrálska rada pre výskum (ARC), Argentínska Consejo Nacional de Investigaciones Cient? Ficas y T? cnicas (CONICET) a brazílska Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico ( CNPq). Observatórium riadi AURA na základe dohody o spolupráci s NSF.
W.M. Observatórium Keck je prevádzkované Kalifornskou asociáciou pre výskum v astronómii (CARA), vedeckým partnerstvom Kalifornského technologického inštitútu, Kalifornskej univerzity a Národnej správy letectva a vesmíru.
Pôvodný zdroj: Gemini News Release
