Obrazový kredit: Blíženci
Vďaka adaptívnemu optickému systému observatória Gemini dokázali astronómovia všimnúť hnedého trpaslíka obiehajúceho okolo hviezdy iba trikrát väčšej vzdialenosti od Zeme k Slnku. Tento novoobjavený pár, LHS 2397a, sa nachádza iba 46 svetelných rokov od Zeme a je najbližším oddelením binárnej hviezdy, ktorá bola kedy odhalená. Hemajský ďalekohľad Gemini je taký silný, pretože používa flexibilné zrkadlo, ktoré pôsobí proti rozmazaniu spôsobenému zemskou atmosférou.
Astronómovia využívajúci technológiu adaptívnej optiky na severnom ďalekohľade Gemini pozorovali hnedého trpaslíka obiehajúceho okolo hviezdy s nízkou hmotnosťou vo vzdialenosti porovnateľnej s trojnásobnou vzdialenosťou medzi Zemou a Slnkom. Toto je najbližšia vzdialenost ', aká bola kedy nájdená pre tento typ binárneho systému pomocou priameho zobrazovania.
Rekordný nález je len jedným z desiatok ľahkých binárnych systémov pozorovaných v štúdii. Spoločne poskytujú nový pohľad na vytváranie hviezdnych systémov a na to, ako by sa mohli vytvárať menšie telá vo vesmíre (vrátane veľkých planét).
"Použitím pokročilých zobrazovacích schopností Gemini sme dokázali jasne rozlíšiť tento binárny pár, kde vzdialenosť medzi hnedým trpaslíkom a jeho materskou hviezdou je iba asi dvojnásobkom vzdialenosti Marsu od Slnka," uviedla členka tímu Melanie Freed, postgraduálna študentka na univerzite v Arizone v Tucsone. S odhadovanou hmotnosťou 38 až 70-násobkom hmotnosti Jupitera sa novo identifikovaný hnedý trpaslík nachádza len trikrát vzdialenosť od Slnka-Zeme (alebo 3,0 Astronomických jednotiek) od svojej materskej hviezdy. Hviezda známa ako LHS 2397a je vzdialená iba 46 svetelných rokov od Zeme. Pohyb tohto objektu na oblohe naznačuje, že ide o starú, veľmi nízkohmotnú hviezdu.
Predchádzajúci obrazový záznam o najbližšej vzdialenosti medzi hnedým trpaslíkom a jeho rodičom (oveľa jasnejšia hviezda podobná Slnku) bol takmer 14-krát väčší pri 14 AU. Jedna Astronomická jednotka (AU) sa rovná priemernej vzdialenosti medzi Zemou a Slnkom alebo približne 150 miliónov kilometrov (93 miliónov míľ).
Hnedí trpaslíci sú často zobrazovaní ako „zlyhané hviezdy“. Hnedí trpaslíci sú väčšie ako obrie planéty ako Jupiter, ale ich jednotlivé hmotnosti sú menšie ako 8% hmotnosti Slnka (75 hmotností Jupitera), takže nie sú natoľko masívne, aby žiarili ako hviezda. Hnedých trpaslíkov je najlepšie vidieť v infračervenom žiarení, pretože povrchové teplo sa uvoľňuje pri pomalom sťahovaní. Detekcia spoločníkov hnedého trpaslíka v rámci 3 AU inej hviezdy je dôležitým krokom k zobrazovaniu mohutných planét okolo iných hviezd.
Tento tím z University of Arizona vedený Dr. Lairdom Closeom použil Severný ďalekohľad Gemini na detekciu jedenástich ďalších spoločníkov s nízkou hmotnosťou, čo naznačuje, že tieto nízkohmotné binárne páry môžu byť celkom bežné. Objav tolika párov s nízkou hmotnosťou bol prekvapením vzhľadom na tvrdenie, že väčšina veľmi nízkohmotných hviezd a hnedých trpaslíkov sa považovala za samostatné objekty, ktoré sa túlali po samostatnom priestore po tom, ako boli počas procesu formovania hviezd vytlačené zo svojich hviezdnych škôlok.
"Dokončili sme prvý prieskum založený na adaptívnej optike s asi 1/10 hmotnosťou Slnka a zistili sme, že príroda nediskriminuje nízkohmotné hviezdy, pokiaľ ide o vytváranie tesných dvojkových dvojíc," povedal Close, asistent profesor astronómie na Arizonskej univerzite. Dr. Close je popredným autorom článku, ktorý bol dnes predstavený na sympóziu Medzinárodných astronomických zväzov hnedých trpaslíkov v Kona na Havaji a je hlavným riešiteľom prieskumu s nízkou hmotnosťou hviezd.
Tím sa pozrel na 64 hviezd s nízkou hmotnosťou (pôvodne identifikovaných Johnom Gizisom z University of Delaware), ktoré sa zdali byť sólovými hviezdami na obrázkoch s nižším rozlíšením z celorozsahového infračerveného prieskumu 2MASS. Akonáhle tím použil na Blíženci adaptívnu optiku na zhotovenie obrazov, ktoré boli desaťkrát ostrejšie, bolo odhalených dvanásť z týchto hviezd, ktoré majú blízkych spoločníkov. Tím Close prekvapivo zistil, že separačné vzdialenosti medzi hviezdami s nízkou hmotnosťou a ich spoločníkmi boli výrazne menšie, ako sa očakávalo.
"Zistili sme, že spoločníci k hviezdam s nízkou hmotnosťou sú typicky iba 4 AU od svojich primárnych hviezd, je to prekvapivo blízko seba," uviedol člen tímu Nick Siegler, postgraduálny študent arizonskej univerzity. "Masívnejšie binárne súbory majú typické oddelenie bližšie k 30 AU a mnoho binárnych súborov je oveľa širších." Nové pozorovania Gemini, Close povedal: „dôrazne naznačujú, že hviezdy s nízkou hmotnosťou nemajú spoločníkov, ktorí sú ďaleko od ich primárnych miest“. Podobné výsledky predtým zistil tím vedený Dr. Eduardom L. Martinom z University of Hawaii Institute for Astronomy v prieskume 34 veľmi nízkohmotných hviezd a hnedých trpaslíkov v klastri Pleiades, ktorý sa uskutočnil pomocou Hubbleovho vesmírneho teleskopu. Tieto dva prieskumy spolu jasne ukazujú, že v oddeleniach väčších ako 20 AU od hviezd s veľmi nízkou hmotnosťou a iných hnedých trpaslíkov je zaujímavý nedostatok hnedých trpaslíkov.
Tím predpokladá, že každá z piatich hviezd s nízkou hmotnosťou má spoločníka so separáciou v rozsahu (3 200 AU). V tomto separačnom rozmedzí pozorovali astronómovia podobnú frekvenciu mohutnejších hviezdnych spoločníkov okolo veľkých hviezd podobných Slnku.
Celkovo možno povedať, že tieto nové výsledky naznačujú, že (na rozdiel od teórie) sa nízkohmotné binárne súbory môžu vytvárať v podobnom procese ako v prípade masívnejších binárnych súborov. Toto zistenie skutočne prispieva k rastúcim dôkazom iných skupín, že percento binárnych systémov je podobné pre telá pokrývajúce rozsah od jednej slnečnej hmoty po 0,05 solárnej hmoty (alebo 52-násobku hmotnosti Jupitera). Napríklad skupina vedená Neill Reidom z Inštitútu vesmírneho teleskopu a Pennsylvánska univerzita dospela k podobnému záveru s menšou vzorkou 20 hviezd s nižšou hmotnosťou a hnedými trpaslíkmi pozorovanými s Hubbleovým vesmírnym teleskopom.
Skutočnosť, že hviezdy s nízkou hmotnosťou majú vo vnútri 5 AU nejaké nízkohmotné spoločníčky hnedého trpaslíka, je tiež prekvapujúca, pretože presný opak je pravdou okolo hviezd podobných Slnku. Podľa štúdií radiálnej rýchlosti má veľmi málo hviezd podobných Slnku vo vnútri tejto vzdialenosti hnedých trpaslíkov. "Tento nedostatok spoločníkov hnedého trpaslíka do 5 AU od hviezd podobných Slnku sa nazýva" hnedá trpasličná púšť "," poznamenal Close. "Vidíme však, že okolo hviezd s nízkou hmotnosťou pravdepodobne neexistuje hnedá trpasličná púšť."
Tieto výsledky tvoria dôležité obmedzenia pre teoretikov, ktorí pracujú na tom, aby pochopili, ako hmotnosť hviezdy ovplyvňuje hmotnosť a separačnú vzdialenosť spoločníkov, ktorí s ňou tvoria. "Každý presný model tvorby hviezd a planét musí reprodukovať tieto pozorovania," povedal Close.
Tieto pozorovania boli možné iba vďaka kombinácii jedinečného citlivého zobrazovacieho systému Hokupa'a s adaptívnym optickým zobrazením na Hokupskej univerzite a technického výkonu ďalekohľadov Gemini. Citlivosť systému Hokupa'a je spôsobená konceptom snímania čela zakrivenia, ktorý vyvinul Dr. Francois Roddier. Adaptívna optika je čoraz dôležitejšou technológiou, ktorá odstraňuje väčšinu „rozmazania“ spôsobeného turbulenciami v zemskej atmosfére (t. J. Žiarenie hviezd). Robí to rýchlym prispôsobením tvaru špeciálneho menšieho flexibilného zrkadla tak, aby zodpovedalo lokálnym turbulenciám, a to na základe spätnej väzby v reálnom čase k podpornému systému zrkadla z pozorovaní hviezdy s nízkou hmotnosťou. Hokupa'a môže počítať jednotlivé fotóny (častice svetla), a tak môže presne zaostriť dokonca aj veľmi slabé (tj. Nízkohmotné) hviezdy.
Snímky z adaptívnej optiky blízkej infračerveného žiarenia, ktoré urobil 8-metrový ďalekohľad Gemini v tomto prieskume, boli dvakrát také ostrejšie ako snímky, ktoré je možné vytvoriť pomocou rovnakých vlnových dĺžok pomocou Hubbleovho vesmírneho ďalekohľadu 2,4 metrov. Toto jediné jediné pozemné zisťovanie tohto druhu vyžadovalo päť nocí počas jedného roka v systéme Hokupa'a v meste Gemini North.
Je dôležité si uvedomiť, že tu použité vzdialenosti sú merané na oblohe. Keď bude v budúcnosti známa úplná obežná dráha týchto dvojhviezd, skutočné orbitálne separácie môžu byť o niečo väčšie.
Ďalšími členmi vedeckého tímu sú James Liebert (Observatórium Steward, Arizonská univerzita), Wolfgang Brandner (Európske južné observatórium, Garching, Nemecko) a Eduardo Martin a Dan Potter (Astronomický ústav, Havajská univerzita).
Tu uvedené pozorovania sú súčasťou prebiehajúceho prieskumu. Počiatočné výsledky z prvých 20 hviezd s nízkou hmotnosťou v našom prieskume boli uverejnené v 1. vydaní časopisu The Astrophysical Journal Letters, zv. 567, strany L53-L57, 1. marca 2002.
Obrázky a ilustrácie súvisiace s touto správou sú k dispozícii na internete na adrese: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close je možné kontaktovať na čísle 520 / 626-5992, [chránený e-mailom], potom, čo sa 28. mája vrátil do svojej kancelárie.
Tento prieskum bol čiastočne podporený Úradom vedeckého výskumu amerického letectva a observatóriom Stewardovskej univerzity v Arizone. Hokupa'a je podporovaná skupinou Adaptive Optics Group na Havajskej univerzite a Národnou vedeckou nadáciou.
Observatórium Gemini je medzinárodná spolupráca, ktorá postavila dva identické 8 metrov teleskopy. Ďalekohľady sa nachádzajú na ostrove Mauna Kea, Havaj (sever Gemini) a Cerro Pachon v strednom Čile (južný Gemini), a preto poskytujú úplné pokrytie oboch pologulí oblohy. Oba teleskopy obsahujú nové technológie, ktoré umožňujú, aby veľké, relatívne tenké zrkadlá pod aktívnou kontrolou zhromažďovali a zameriavali optické a infračervené žiarenie z vesmíru.
Observatórium Gemini poskytuje astronomickým spoločenstvám v každej partnerskej krajine najmodernejšie astronomické zariadenia, ktoré prideľujú pozorovací čas v pomere k príspevku každej krajiny. Každá krajina okrem finančnej podpory prispieva aj významnými vedeckými a technickými zdrojmi. Medzi národné výskumné agentúry, ktoré tvoria partnerstvo v Blížencoch, patria: Národná vedecká nadácia USA (NSF), Rada pre fyziku častíc a astronómiu v Spojenom kráľovstve (PPARC), Kanadská národná rada pre výskum (NRC), Čílska komisia pre investovanie? 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 Asociácia univerzít pre výskum v Astronomii, Inc. (AURA) na základe dohody o spolupráci s NSF. NSF tiež slúži ako výkonná agentúra pre medzinárodné partnerstvo.
Viac informácií nájdete na webovej stránke Gemini na adrese: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Pôvodný zdroj: Gemini News Release
