Πιστωτική εικόνα: ESO
Μια ομάδα Ευρωπαίων αστρονόμων εντόπισε το πιο κοντινό καφέ νάνο αστέρι που ανακαλύφθηκε ποτέ. Το Epsilon Indi B είναι 45 φορές η μάζα του Δία και διαρκεί 400 χρόνια για να περιστραφεί γύρω από το κύριο αστέρι.
Μια ομάδα Ευρωπαίων αστρονόμων [2] ανακάλυψε ένα αντικείμενο Brown Dwarf (ένα «αποτυχημένο» αστέρι) λιγότερο από 12 έτη φωτός από τον Ήλιο. Είναι το πλησιέστερο αλλά γνωστό.
Τώρα που ονομάζεται Epsilon Indi B, είναι σύντροφος ενός γνωστού φωτεινού αστεριού στο νότιο ουρανό, του Epsilon Indi (τώρα "Epsilon Indi A"), που προηγουμένως πιστεύεται ότι είναι μονός. Το δυαδικό σύστημα είναι ένα από τα είκοσι πλησιέστερα αστρικά συστήματα στον Ήλιο.
Ο καφέ νάνος ανακαλύφθηκε από τη συγκριτικά γρήγορη κίνηση στον ουρανό που μοιράζεται με τον φωτεινότερο σύντροφό του: το ζευγάρι μετακινεί μια πλήρη σεληνιακή διάμετρο σε λιγότερο από 400 χρόνια. Προσδιορίστηκε για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας ψηφιοποιημένες αρχειακές φωτογραφικές πινακίδες από το SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) και επιβεβαιώθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα από το Two Micron All Sky Survey (2MASS). Παρακολούθηση παρακολούθησης με το όργανο SOFI ευαίσθητου σχεδόν υπέρυθρου στο Τηλεσκόπιο Νέας Τεχνολογίας ESO 3,5 m (NTT) στο Παρατηρητήριο La Silla επιβεβαίωσε τη φύση του και επέτρεψε μετρήσεις των φυσικών του ιδιοτήτων.
Το Epsilon Indi B έχει μάζα μόλις 45 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Δία, του μεγαλύτερου πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα, και επιφανειακής θερμοκρασίας μόνο 1000 ° C. Ανήκει στην επονομαζόμενη κατηγορία αντικειμένων «Νάνος» που κυριαρχούν στην περιοχή μεταξύ των αστεριών και των γιγαντιαίων πλανητών.
Το Epsilon Indi B είναι ο πλησιέστερος και λαμπρότερος γνωστός νάνος Τ. Οι μελλοντικές μελέτες του νέου αντικειμένου υπόσχονται να παρέχουν στους αστρονόμους σημαντικές νέες ενδείξεις σχετικά με το σχηματισμό και την εξέλιξη αυτών των εξωτικών ουράνιων σωμάτων, παράλληλα παράλληλα με ενδιαφέρουσες γνώσεις για τη συνοριακή ζώνη μεταξύ πλανητών και αστεριών.
Μικρές κινούμενες βελόνες σε γιγαντιαίες θυμωνιές χόρτου
Φανταστείτε ότι είστε επαγγελματίας ορνιθολόγος, που επέστρεψε πρόσφατα στο σπίτι από μια αποστολή στις ζούγκλες της Νότιας Αμερικής, όπου περάσατε πολλές εβδομάδες χρησιμοποιώντας τους φακούς τηλεφακού υψηλής ισχύος, αναζητώντας σπάνια είδη πτηνών. Χαλαρωτικά, παίρνετε μερικά ευρυγώνια στιγμιότυπα από τα ανθισμένα λουλούδια στον πίσω κήπο σας, χωρίς να αποσπάται η προσοχή από το κοινό κότσυφας που πετάει στο σκόπευτρο σας. Μόνο αργότερα, όταν συγκρίνετε προσεκτικά αυτά τα στιγμιότυπα, παρατηρείτε κάτι μικροσκοπικό και ασυνήθιστα χρωματισμένο, φλερτάρει κοντά στο κότσυφας: έχετε ανακαλύψει ένα εξωτικό, σπάνιο πουλί, εκεί ακριβώς στο σπίτι.
Με τον ίδιο τρόπο, μια ομάδα αστρονόμων [2] μόλις βρήκε έναν από τους πλησιέστερους γείτονες στον Ήλιο, ένα εξωτικό «αποτυχημένο αστέρι» γνωστό ως «καστανός νάνος», που κινείται γρήγορα πέρα από τον ουρανό στον νότιο αστερισμό Ινδού ( Ο Ινδός). Είναι ενδιαφέρον, σε μια εποχή που τα τηλεσκόπια μεγαλώνουν και είναι εξοπλισμένα με ολοένα και πιο εξελιγμένους ηλεκτρονικούς ανιχνευτές, υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε συνδυάζοντας παλιές φωτογραφικές πλάκες με αυτήν τη σύγχρονη τεχνολογία.
Οι πλάκες φωτογραφίας που έχουν ληφθεί από τηλεσκόπια ευρέως πεδίου ("Schmidt") τις τελευταίες δεκαετίες έχουν δοθεί μια νέα μίσθωση στη ζωή μέσω της ψηφιακοποίησης από αυτοματοποιημένες μηχανές μέτρησης, επιτρέποντας στους υπολογιστές να πραγματοποιούν αποτελεσματική ανίχνευση μέσω τεράστιων και ανεκτίμητων αρχείων δεδομένων που δεν είναι ακόμη πλήρως εκμετάλλευση [3]. Για το Southern Sky, το Ινστιτούτο Αστρονομίας στο Εδιμβούργο (Σκωτία, Ηνωμένο Βασίλειο) κυκλοφόρησε πρόσφατα σαρώσεις που έγιναν από τη μηχανή SuperCOSMOS των πλακών που εκτείνονταν αρκετές δεκαετίες σε τρεις οπτικές ζώνες. Αυτά τα δεδομένα ταιριάζουν απόλυτα στην αναζήτηση αντικειμένων με μεγάλες σωστές κινήσεις και ακραία χρώματα, όπως καφέ νάνοι στην ηλιακή περιοχή.
Όλα κινούνται - ένα θέμα προοπτικής
Στην αστρονομία, η «σωστή κίνηση» ενός αστεριού υποδηλώνει την φαινομενική του κίνηση στην ουράνια σφαίρα. εκφράζεται συνήθως σε τόξα ανά δευτερόλεπτο ανά έτος [4]. Η αντίστοιχη, πραγματική ταχύτητα ενός αστεριού (σε χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο) μπορεί να εκτιμηθεί μόνο εάν είναι γνωστή η απόσταση.
Ένα αστέρι με μεγάλη σωστή κίνηση μπορεί να υποδηλώνει μια πραγματική μεγάλη ταχύτητα ή απλά ότι το αστέρι είναι κοντά μας. Αναλογικά, ένα αεροπλάνο αμέσως μετά την απογείωση έχει πολύ χαμηλότερη πραγματική ταχύτητα από ό, τι όταν ταξιδεύει σε μεγάλο υψόμετρο, αλλά σε έναν παρατηρητή που παρακολουθεί κοντά σε ένα αεροδρόμιο, το αεροπλάνο που αναχωρεί φαίνεται να κινείται πολύ πιο γρήγορα στον ουρανό.
Το Proxima Centauri, ο πλησιέστερος αστρικός μας γείτονας, απέχει μόλις 4,2 έτη φωτός (πρβλ. ESO PR 22/02) και έχει μια σωστή κίνηση 3,8 τόξων / έτος (που αντιστοιχεί σε 23 km / sec σε σχέση με τον Ήλιο, προς την κατεύθυνση κάθετη στην οπτική γωνία). Το πιο γνωστό σωστό αστέρι κίνησης είναι το αστέρι του Barnard σε απόσταση 6 ετών φωτός και κινείται 10 τόξα / έτος (87 km / sec σε σχέση με τον Ήλιο). Όλα τα γνωστά αστέρια εντός 30 ετών φωτός είναι αντικείμενα υψηλής κίνησης και κινούνται τουλάχιστον 0,2 τόξα / έτος.
Τράτα για αντικείμενα που κινούνται γρήγορα
Για αρκετό καιρό, οι αστρονόμοι στο Αστροφυσικό Ινστιτούτο στο Πότσνταμ πραγματοποιούν συστηματική ηλεκτρονική αναζήτηση αντικειμένων υψηλής σωστής κίνησης που εμφανίζονται σε κόκκινες φωτογραφικές πλάκες ουρανού, αλλά όχι στις αντίστοιχες μπλε πλάκες. Ο στόχος τους είναι να εντοπίσουν μέχρι τώρα άγνωστα δροσερά αντικείμενα στη συνοικία Solar.
Στο παρελθόν είχαν βρει μια χούφτα νέα αντικείμενα μέσα σε 30 έτη φωτός με αυτόν τον τρόπο, αλλά τίποτα τόσο κόκκινο ή κινούμενο εξ αποστάσεως τόσο γρήγορα όσο αυτό που βρήκε τώρα στον αστερισμό του Ινδού στον νότιο ουρανό. Αυτό το αντικείμενο εμφανίστηκε μόνο στις πλάκες με το μεγαλύτερο μήκος κύματος στη βάση δεδομένων SuperCOSMOS Sky Survey. Κινήθηκε τόσο γρήγορα που σε πλάκες που είχαν διαχωριστεί μόλις δύο χρόνια στη δεκαετία του 1990, είχε μετακινηθεί σχεδόν 10 τόξα στον ουρανό, δίνοντας μια σωστή κίνηση 4,7 τόξων / έτος. Ήταν επίσης πολύ αχνό σε οπτικά μήκη κύματος, ο λόγος για τον οποίο δεν είχε εντοπιστεί ποτέ πριν. Ωστόσο, όταν επιβεβαιώθηκε σε δεδομένα από το ψηφιακό Two Micron All Sky Survey (2MASS), φάνηκε να είναι πολύ πιο φωτεινό στο υπέρυθρο, με την τυπική χρωματική υπογραφή ενός δροσερού καφέ νάνου.
Σε αυτό το σημείο, το αντικείμενο θεωρήθηκε ως απομονωμένος ταξιδιώτης. Ωστόσο, μια αναζήτηση μέσω διαθέσιμων διαδικτυακών καταλόγων αποκάλυψε γρήγορα ότι μόλις 7 λεπτά μακριά ήταν ένα γνωστό αστέρι, το Epsilon Indi. Τα δύο μοιράζονται ακριβώς την ίδια πολύ μεγάλη σωστή κίνηση, και έτσι ήταν σαφές ότι τα δύο πρέπει να σχετίζονται, σχηματίζοντας ένα ευρύ δυαδικό σύστημα που διαχωρίζεται περισσότερο από 1500 φορές την απόσταση μεταξύ του Ήλιου και της Γης.
Το Epsilon Indi είναι ένα από τα 20 κοντινότερα αστέρια στον Ήλιο σε μόλις 11,8 έτη φωτός [5]. Είναι ένα νάνο αστέρι (φασματικού τύπου Κ5) και με θερμοκρασία επιφάνειας περίπου 4000 ° C, κάπως πιο κρύο από τον Ήλιο. Ως εκ τούτου, εμφανίζεται συχνά στην επιστημονική φαντασία ως το σπίτι ενός κατοικήσιμου πλανητικού συστήματος [6]. Όλα αυτά παραμένουν σταθερά στη σφαίρα της κερδοσκοπίας, αλλά παρόλα αυτά, τώρα γνωρίζουμε ότι έχει σίγουρα έναν πολύ ενδιαφέρον σύντροφο.
Αυτή είναι μια αξιοσημείωτη ανακάλυψη: Το Epsilon Indi B είναι η πλησιέστερη πηγή που μοιάζει με αστέρι στον Ήλιο που βρέθηκε σε 15 χρόνια, η υψηλότερη πηγή πηγής κίνησης που βρέθηκε σε πάνω από 70 χρόνια και με συνολική φωτεινότητα μόλις 0,002% εκείνη του Ήλιου, μία από τις τις εγγενώς αχνότερες πηγές που έχουν δει ποτέ έξω από το Ηλιακό Σύστημα!
Μετά το Proxima και το Alpha Centauri, το σύστημα Epsilon Indi είναι επίσης το δεύτερο γνωστό ευρύ δυαδικό σύστημα εντός 15 ετών φωτός. Ωστόσο, σε αντίθεση με το Proxima Centauri, το Epsilon Indi B δεν είναι συνηθισμένο αστέρι.
Καφέ νάνοι: ψύξη, ψύξη, ψύξη…
Μέσα σε λίγες μέρες από την ανακάλυψή της στη βάση δεδομένων, οι αστρονόμοι κατάφεραν να εξασφαλίσουν ένα υπέρυθρο φάσμα Epsilon Indi B χρησιμοποιώντας το όργανο SOFI στο τηλεσκόπιο νέας τεχνολογίας ESO 3,5-m (NTT) στο Παρατηρητήριο La Silla (Χιλή). Το φάσμα έδειξε τα χαρακτηριστικά ευρείας απορρόφησης λόγω του μεθανίου και του υδρατμού στην ανώτερη ατμόσφαιρά του, δείχνοντας μια θερμοκρασία «μόνο» 1000 ° C. Τα συνηθισμένα αστέρια δεν είναι ποτέ τόσο ωραία - το Epsilon Indi B επιβεβαιώθηκε ως καφέ νάνος.
Οι καφέ νάνοι πιστεύεται ότι σχηματίζονται με τον ίδιο τρόπο όπως τα αστέρια, από τη βαρυτική κατάρρευση των συστάδων κρύου αερίου και σκόνης σε πυκνά μοριακά σύννεφα. Ωστόσο, για λόγους που δεν είναι ακόμη απολύτως ξεκάθαροι, ορισμένες συστάδες καταλήγουν σε μάζες λιγότερο από περίπου 7,5% αυτής του Ήλιου μας, ή 75 φορές τη μάζα του πλανήτη Δία. Κάτω από αυτό το όριο, δεν υπάρχει αρκετή πίεση στον πυρήνα για να ξεκινήσει η πυρηνική σύντηξη υδρογόνου, η μακροχρόνια και σταθερή πηγή ισχύος για συνηθισμένα αστέρια όπως ο Ήλιος. Εκτός από μια σύντομη πρώιμη φάση όπου καίγεται κάποιο δευτέριο, αυτά τα αντικείμενα χαμηλής μάζας συνεχίζουν απλώς να κρυώνουν και να ξεθωριάζουν αργά, ενώ απελευθερώνουν τη θερμότητα που απομένει από τη γέννησή τους.
Οι θεωρητικές συζητήσεις για τέτοια αντικείμενα ξεκίνησαν πριν από περίπου 40 χρόνια. Αρχικά ονομάστηκαν «μαύροι νάνοι» και αργότερα «καφέ νάνοι», σε αναγνώριση των προβλεπόμενων πολύ δροσερών θερμοκρασιών τους. Ωστόσο, προέβλεπαν επίσης ότι είναι πολύ αχνά και πολύ κόκκινα, και μόλις το 1995 άρχισαν να εντοπίζονται τέτοια αντικείμενα.
Οι πρώτοι θεωρήθηκαν αχνείς σύντροφοι σε κοντινά αστέρια και, στη συνέχεια, μερικοί βρέθηκαν να αιωρούνται ελεύθερα στη συνοικία Solar. Οι περισσότεροι καφέ νάνοι ανήκουν στους πρόσφατα ταξινομημένους φασματικούς τύπους L και T, κάτω από τους γνωστούς δροσερούς νάνους τύπου M. Αυτά είναι πολύ κόκκινα για τα ανθρώπινα μάτια, αλλά οι νάνοι L και T είναι πιο κρύοι, τόσο πολύ που είναι σχεδόν αόρατοι σε οπτικά μήκη κύματος, με το μεγαλύτερο μέρος των εκπομπών τους να βγαίνουν στο υπέρυθρο. [7].
Πόσο τεράστιο είναι το Epsilon Indi B;
Η ηλικία των περισσότερων καφέ νάνων που έχουν ανιχνευθεί μέχρι σήμερα είναι άγνωστη και επομένως είναι δύσκολο να εκτιμηθεί η μάζα τους. Ωστόσο, μπορεί να υποτεθεί ότι η ηλικία του Epsilon Indi B είναι η ίδια με εκείνη του Epsilon Indi A, του οποίου η ηλικία εκτιμάται ότι είναι 1,3 δισεκατομμύρια χρόνια με βάση την ταχύτητα περιστροφής του. Συνδυάζοντας αυτές τις πληροφορίες με τη μετρηθείσα θερμοκρασία, τη φωτεινότητα και την απόσταση, τότε είναι δυνατό να προσδιοριστεί η μάζα του Epsilon Indi B χρησιμοποιώντας θεωρητικά μοντέλα καφέ νάνων.
Δύο ανεξάρτητα σύνολα μοντέλων αποδίδουν το ίδιο αποτέλεσμα: Το Epsilon Indi B πρέπει να έχει μια μάζα κάπου μεταξύ 4-6% αυτής του Ήλιου ή 40-60 μάζες του Δία. Η πιο πιθανή τιμή είναι περίπου 45 μάζες του Δία, δηλαδή πολύ κάτω από το όριο σύντηξης υδρογόνου, και επιβεβαιώνει οριστικά αυτήν τη νέα ανακάλυψη ως καλόπιστος καφέ νάνος.
Η σημασία του Epsilon Indi B
Το PR Photo 03c / 03 δείχνει την τρέχουσα απογραφή των αστεριών στην ηλιακή γειτονιά. Όλα αυτά τα αστέρια είναι γνωστά εδώ και πολλά χρόνια, συμπεριλαμβανομένου του GJ1061, το οποίο, ωστόσο, μόνο η απόσταση του καθιερώθηκε σταθερά το 1997. Η ανακάλυψη του Epsilon Indi B, ωστόσο, είναι μια ακραία περίπτωση, που δεν έχει καταγραφεί ποτέ πριν, και ο πρώτος καφέ νάνος που βρίσκονται στον ορίζοντα 12,5 ετών φωτός.
Εάν οι τρέχουσες προβλέψεις είναι σωστές, θα πρέπει να υπάρχουν διπλάσιοι καφέ νάνοι από τα κύρια αστέρια ακολουθίας. Κατά συνέπεια, το Epsilon Indi B μπορεί να είναι ο πρώτος από ίσως 100 καφέ νάνους σε αυτήν την απόσταση, περιμένοντας ακόμα να ανακαλυφθούν!
Το Epsilon Indi B είναι ένα σημαντικό catch πέρα από την καταγραφή της γειτονιάς Solar. Ως ο κοντινότερος και λαμπρότερος γνωστός καφέ νάνος και με πολύ ακριβή μέτρηση απόστασης, μπορεί να υποβληθεί σε μια μεγάλη ποικιλία λεπτομερών μελετών παρατήρησης. Μπορεί λοιπόν να χρησιμεύσει ως πρότυπο για πιο μακρινά μέλη της τάξης του.
Με τη βοήθεια του Epsilon Indi B, οι αστρονόμοι θα πρέπει τώρα να μπορούν να δουν περαιτέρω τα μυστήρια που περιβάλλουν το σχηματισμό και την εξέλιξη των εξωτικών αντικειμένων που είναι γνωστά ως καφέ νάνοι, στα μισά του δρόμου μεταξύ των αστεριών και των γιγαντιαίων πλανητών, της φυσικής των εσωτερικών πυρήνων τους και του καιρού και χημεία των ατμοσφαιρών τους.
Μια ιστορική νότα - ο νότιος αστερισμός Ινδός
Ο αστερισμός Ινδός βρίσκεται βαθιά στον νότιο ουρανό, ανάμεσα σε τρία πουλιά, Grus (The Crane), Tucana (The Toucan) και Pavo (The Peacock), βλ. PR φωτογραφία 03d / 03.
Πρώτος κατάλογος το 1595-1597 από τους Ολλανδούς πλοηγούς Pieter Dirkszoon Keyser και Frederick de Houtman, αυτός ο αστερισμός προστέθηκε στον νότιο ουρανό από τον Johann Bayer στο βιβλίο του «Ουρανομετρία» (1603) για να τιμήσει τους Ιθαγενείς Αμερικανούς που είχαν συναντήσει Ευρωπαίοι εξερευνητές. ταξιδεύει.
Συγκεκριμένα, έχει προταθεί ότι συγκεκριμένα είναι οι ιθαγενείς λαοί της Tierra del Fuego και της Παταγονίας που εκπροσωπούνται στο Ινδό, λίγο περισσότερο από δύο χιλιάδες χιλιόμετρα νότια της La Silla, όπου οι πρώτες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις του Epsilon Indi B έγιναν περίπου 400 χρόνια αργότερα .
Στο μεταγενέστερο σχέδιο του Bode που παρουσιάζεται εδώ, ο Epsilon Indi, το πέμπτο φωτεινότερο αστέρι στο Ινδό, συνδέεται με ένα από τα βέλη στο χέρι των Ινδών.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
