Obrazový kredit: ESO
Použitím veľmi veľkého ďalekohľadu ESO v Paranale a súpravy pozemných a kozmických teleskopov v štvorročnej štúdii medzinárodný tím astronómov prvýkrát zmeral hmotnosť mimoriadne chladnej hviezdy a jej sprievodného hnedého trpaslíka , Dve hviezdy tvoria binárny systém a obiehajú okolo seba asi za 10 rokov.
Tím získal takmer infračervené snímky s vysokým rozlíšením; na zemi porazili rozmazaný efekt pozemskej atmosféry pomocou techník adaptívnej optiky. Presným určením obežnej dráhy premietanej na oblohe mohli astronómovia zmerať celkovú hmotnosť hviezd. Ďalšie údaje a porovnanie s hviezdnymi modelmi potom poskytujú hmotnosť každej zo zložiek.
Ťažší z týchto dvoch hviezd má hmotnosť okolo 8,5% hmotnosti Slnka a jeho hnedý trpaslík je ešte ľahší, iba 6% slnečnej hmoty. Oba objekty sú relatívne mladé a majú vek okolo 500 - 1 000 miliónov rokov.
Tieto pozorovania predstavujú rozhodujúci krok k stále chýbajúcej kalibrácii modelov vývoja hviezd pre hviezdy s veľmi nízkou hmotnosťou.
Telefónne číslo hviezda
Aj keď astronómovia našli niekoľko stoviek veľmi nízkohmotných hviezd a hnedých trpaslíkov, základné vlastnosti týchto extrémnych objektov, ako sú hmotnosti a povrchové teploty, ešte stále nie sú dobre známe. V kozmickej zoo tieto super chladné hviezdy predstavujú triedu „stredných“ objektov medzi obrovskými planétami - napríklad Jupiter - a „normálnymi“ hviezdami menej hmotnými ako naše Slnko, a preto je ich správne pochopenie nevyhnutné pre oblasť hviezdnej astrofyziky. ,
Problém s týmito ultra chladnými hviezdami je v tom, že na rozdiel od bežných hviezd, ktoré spaľujú vodík vo svojom centrálnom jadre, neexistuje žiadny jedinečný vzťah medzi svietivosťou hviezdy a jej hmotnosťou. Vskutku, svietivosť a povrchová teplota ultra chladných trpasličích hviezd závisia od veku a od ich hmotnosti. Starší, o niečo masívnejší super chladný trpaslík tak môže mať presne rovnakú teplotu ako mladší, menej masívny.
Preto je základným cieľom modernej astrofyziky nezávisle získavať masy mimoriadne chladnej trpasličej hviezdy. V zásade je to možné študovaním takých objektov, ktoré sú členmi binárneho systému.
Presne to urobil medzinárodný tím astronómov v štvorročnej štúdii binárneho hviezdneho systému s mimoriadne chladnou trpaslíkovou hviezdou s použitím množstva špičkových teleskopických zariadení vrátane veľmi veľkého ďalekohľadu ESO, ako aj Keck Ja a Gemini North na Havaji a tiež Hubbleov vesmírny teleskop. Tento systém - s názvom telefónneho čísla 2MASSW J0746425 + 2000321 - sa nachádza vo vzdialenosti 40 svetelných rokov.
Astronómovia používali zobrazovanie vo vysokom uhlovom rozlíšení, aby videli obe hviezdy v binárnom systéme a zmerali svoj pohyb počas štvorročného obdobia. To sa však dá ľahšie povedať ako urobiť, pretože oddelenie na oblohe medzi oboma hviezdami je dosť malé: medzi 0,13 a 0,22 oblúka. To zodpovedá veľkosti 1-eurovej mince vo vzdialenosti asi 25 km.
Táto separácia je taká malá, že za normálnych okolností nie je možné rozlíšiť dve hviezdy z dôvodu rozmazávacieho účinku atmosférických turbulencií („videnie“). Preto je nevyhnutné použiť techniku adaptívnej optiky. Táto úžasná metóda je založená na meraní kvality obrazu v reálnom čase a posielaní zodpovedajúcich korekčných signálov až 100-krát za sekundu do malého deformovateľného zrkadla umiestneného pred detektorom. Keď zrkadlo neustále mení svoj tvar, rušivý účinok turbulencie je neutralizovaný. Pri použití vo VLT táto technika vyústila do obrázkov, ktoré sú najmenej desaťkrát ostrejšie ako „videnie“, a ktoré preto vykazujú oveľa viac detailov v pozorovaných objektoch.
Na veľmi veľkom ďalekohľade astronómovia použili najmodernejší prístroj NACO s adaptívnou optikou. Herv hovorí? Bouy, hlavný autor článku, ktorý prezentuje výsledky popísané tu: „NACO ponúka možnosť pracovať v infračervenom svetle, a preto je ideálny na štúdium ultrachladných hviezd, ktoré emitujú väčšinu svojho svetla v tomto rozsahu vlnových dĺžok. Kombináciou vysokej účinnosti NACO a VLT a vynikajúcich atmosférických podmienok prevládajúcich v Paranale sa nám podarilo dosiahnuť veľmi ostré obrazy tohto binárneho hviezdneho systému, takmer také dobré, akoby sa teleskop nachádzal vo vesmíre. “
Veľmi cool a na diétu
Počas ich štvorročnej štúdie sa meralo sedem rôznych relatívnych polôh dvoch komponentov binárneho systému a Herv? Bouy a jeho spolupracovníci dokázali s presnosťou určiť hviezdne dráhy. Zistia, že obe hviezdy sa otáčajú okolo seba raz za 10 rokov a že ich fyzické oddelenie je len 2,5-krát väčšie ako vzdialenosť Zeme od Slnka - ako tvrdia astronómovia, 2,5 Astronomické jednotky. Podľa Keplerových zákonov je potom ľahké odvodiť celkovú hmotnosť systému. Získaná hodnota je menšia ako 15% hmotnosti Slnka.
Astronómovia potom použili fotometrické údaje každej hviezdy získané v niekoľkých vlnových pásmach, ako aj spektrá získané pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu, na podrobnejšie štúdium týchto dvoch objektov. Použitím najnovších hviezdnych modelov skupiny Ecole Normale Supureure de Lyon zistili, že obe hviezdy majú približne rovnakú povrchovú teplotu, okolo 1500 ° C (1800 K). Pre hviezdu je to skutočne super chlad - v porovnaní s tým je povrchová teplota Slnka viac ako trikrát vyššia.
Na základe teoretických modelov tím tiež zistil, že tieto dve hviezdy sú dosť mladé (astrofyzikálne) - ich vek je iba od 500 do 1 000 miliónov rokov. Hmotnejší z týchto dvoch má hmotnosť medzi 7,5 a 9,5% hmotnosti Slnka, zatiaľ čo jeho spoločník má hmotnosť medzi 5 a 7% slnečnej hmoty.
Predmety, ktoré vážia menej ako asi 7% nášho Slnka, sa nazývajú „hnedí trpaslíci“, „zlyhané hviezdy“ alebo „super planéty“. Pretože v ich interiéri nedochádzalo k trvalej výrobe energie tepelnými jadrovými reakciami, mnohé z ich vlastností sú viac podobné vlastnostiam obrovských plynových planét v našej vlastnej slnečnej sústave, ako je Jupiter, ako hviezdam ako je Slnko.
Systém 2MASSW J0746425 + 2000321 je teda zjavne tvorený hnedým trpaslíkom obiehajúcim mierne masívnejšiu ultra chladnú trpasličiu hviezdu. Je to skutočný „Rosettský kameň“ v novej oblasti hviezdnej astrofyziky s nízkou hmotnosťou a ďalšie štúdie určite poskytnú hodnotnejšie informácie o týchto objektoch v prechodnej zóne medzi hviezdami a planétami.
Pôvodný zdroj: ESO News Release
