Πιστωτική εικόνα: ESO
Χρησιμοποιώντας το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο του ESO στο Paranal και μια σειρά από τηλεσκόπια εδάφους και διαστήματος σε μια τετραετή μελέτη, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων έχει μετρήσει για πρώτη φορά τη μάζα ενός εξαιρετικά δροσερού αστέρα και του συνοδευόμενου καφέ νάνου . Τα δύο αστέρια σχηματίζουν ένα δυαδικό σύστημα και περιστρέφονται μεταξύ τους σε περίπου 10 χρόνια.
Η ομάδα έλαβε εικόνες υψηλής ανάλυσης κοντά στο υπέρυθρο. στο έδαφος, νίκησαν το θολό αποτέλεσμα της επίγειας ατμόσφαιρας μέσω προσαρμοστικών οπτικών τεχνικών. Με τον ακριβή προσδιορισμό της τροχιάς που προβάλλεται στον ουρανό, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να μετρήσουν τη συνολική μάζα των αστεριών. Πρόσθετα δεδομένα και σύγκριση με αστρικά μοντέλα αποδίδουν στη συνέχεια τη μάζα καθενός από τα συστατικά.
Το βαρύτερο από τα δύο αστέρια έχει μάζα περίπου 8,5% της μάζας του Ήλιου και ο σύντροφός του καφέ νάνου είναι ακόμη ελαφρύτερος, μόνο το 6% της ηλιακής μάζας. Και τα δύο αντικείμενα είναι σχετικά μικρά με ηλικία περίπου 500-1.000 εκατομμύρια χρόνια.
Αυτές οι παρατηρήσεις αντιπροσωπεύουν ένα αποφασιστικό βήμα προς την απουσία βαθμονόμησης των αστρικών μοντέλων εξέλιξης για αστέρια πολύ χαμηλής μάζας.
Αριθμός τηλεφώνου αστέρι
Παρόλο που οι αστρονόμοι έχουν βρει αρκετές εκατοντάδες αστέρια πολύ χαμηλής μάζας και καφέ νάνους, οι θεμελιώδεις ιδιότητες αυτών των ακραίων αντικειμένων, όπως οι μάζες και οι επιφανειακές θερμοκρασίες, δεν είναι ακόμη γνωστές. Μέσα στον κοσμικό ζωολογικό κήπο, αυτά τα εξαιρετικά δροσερά αστέρια αντιπροσωπεύουν μια κατηγορία «ενδιάμεσων» αντικειμένων μεταξύ γιγαντιαίων πλανητών - όπως ο Δίας - και "φυσιολογικά" αστέρια λιγότερο ογκώδη από τον Ήλιο μας, και επομένως η κατανόησή τους καλά είναι ζωτικής σημασίας για το πεδίο των αστρικών αστροφυσικών .
Το πρόβλημα με αυτά τα εξαιρετικά δροσερά αστέρια είναι ότι σε αντίθεση με τα κανονικά αστέρια που καίνε υδρογόνο στον κεντρικό τους πυρήνα, δεν υπάρχει μοναδική σχέση μεταξύ της φωτεινότητας του άστρου και της μάζας του. Πράγματι, η φωτεινότητα και οι επιφανειακές θερμοκρασίες των εξαιρετικά ψυχρών νάνων εξαρτώνται τόσο από την ηλικία τους όσο και από τη μάζα τους. Ένας παλιότερος, κάπως πιο ογκώδης εξαιρετικά δροσερός νάνος μπορεί έτσι να έχει ακριβώς την ίδια θερμοκρασία με έναν νεότερο, λιγότερο ογκώδη.
Επομένως, είναι ένας βασικός στόχος της σύγχρονης αστροφυσικής να αποκτήσει ανεξάρτητα τις μάζες ενός εξαιρετικά δροσερού νάνου αστέρα. Αυτό είναι κατ 'αρχήν εφικτό μελετώντας τέτοια αντικείμενα που είναι μέλη σε ένα δυαδικό σύστημα.
Αυτό ακριβώς έκανε μια διεθνής ομάδα αστρονόμων σε μια τετραετή μελέτη για ένα δυαδικό αστρικό σύστημα με ένα εξαιρετικά δροσερό νάνο αστέρι, χρησιμοποιώντας μια πληθώρα κορυφαίων τηλεσκοπικών εγκαταστάσεων, συμπεριλαμβανομένου του Very Large Telescope του ESO, καθώς και του Keck Εγώ και η Gemini North στη Χαβάη και επίσης το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Αυτό το σύστημα - με το όνομα τηλεφώνου 2MASSW J0746425 + 2000321 - βρίσκεται σε απόσταση 40 ετών φωτός.
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν απεικόνιση υψηλής γωνίας ανάλυσης για να δουν και τα δύο αστέρια στο δυαδικό σύστημα και να μετρήσουν την κίνησή τους για μια περίοδο τεσσάρων ετών. Ωστόσο, αυτό λέγεται πιο εύκολα από ό, τι γίνεται, καθώς ο διαχωρισμός στον ουρανό μεταξύ των δύο αστεριών είναι αρκετά μικρός: μεταξύ 0,13 και 0,22 τόξων. Αυτό αντιστοιχεί στο μέγεθος ενός νομίσματος 1 ευρώ, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 25 χλμ.
Αυτός ο διαχωρισμός είναι τόσο μικρός που κανονικά δεν είναι δυνατόν να διαφοροποιηθούν τα δύο αστέρια λόγω του θολώματος της ατμοσφαιρικής αναταραχής (το «βλέποντας»). Είναι επομένως απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η τεχνική προσαρμοστικών οπτικών. Αυτή η υπέροχη μέθοδος βασίζεται στη μέτρηση της ποιότητας της εικόνας σε πραγματικό χρόνο και στην αποστολή αντίστοιχων διορθωτικών σημάτων έως και 100 φορές κάθε δευτερόλεπτο σε έναν μικρό παραμορφώσιμο καθρέφτη, που βρίσκεται μπροστά από τον ανιχνευτή. Καθώς ο καθρέφτης τροποποιεί συνεχώς το σχήμα του, το ενοχλητικό αποτέλεσμα του στροβιλισμού εξουδετερώνεται. Εφαρμοσμένη στο VLT, αυτή η τεχνική είχε ως αποτέλεσμα εικόνες που είναι τουλάχιστον δέκα φορές πιο ευκρινείς από το "βλέποντας" και επομένως δείχνουν πολλές περισσότερες λεπτομέρειες στα παρατηρούμενα αντικείμενα.
Στο πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το υπερσύγχρονο προσαρμοστικό οπτικό όργανο NACO. Λέει Herv; Ο Bouy, κύριος συγγραφέας του εγγράφου που παρουσιάζει τα αποτελέσματα που περιγράφονται εδώ: «Το NACO προσφέρει τη δυνατότητα εργασίας στο υπέρυθρο και επομένως είναι ιδανικό για τη μελέτη εξαιρετικά ψυχρών αστεριών, τα οποία εκπέμπουν το μεγαλύτερο μέρος του φωτός τους σε αυτό το εύρος μήκους κύματος. Με το συνδυασμό της υψηλής απόδοσης του NACO και του VLT και των εξαιρετικών ατμοσφαιρικών συνθηκών που επικρατούν στο Paranal, καταφέραμε να επιτύχουμε πολύ ευκρινείς εικόνες αυτού του δυαδικού αστρικού συστήματος, σχεδόν τόσο καλό όσο το τηλεσκόπιο βρισκόταν στο διάστημα. "
Εξαιρετικά δροσερό και σε δίαιτα
Κατά τη διάρκεια της τετραετούς μελέτης τους, μετρήθηκαν επτά διαφορετικές σχετικές θέσεις των δύο συστατικών του δυαδικού συστήματος και Herv; Ο Bouy και οι συνάδελφοί του κατάφεραν να προσδιορίσουν με ακρίβεια τις αστρικές τροχιές. Διαπιστώνουν ότι τα δύο αστέρια περιστρέφονται το ένα γύρω στο άλλο μία φορά κάθε 10 χρόνια και ότι ο φυσικός τους διαχωρισμός είναι μόνο 2,5 φορές η απόσταση της Γης από τον Ήλιο - όπως λένε οι αστρονόμοι, 2,5 Αστρονομικές μονάδες. Χρησιμοποιώντας τους νόμους του Κέπλερ, τότε είναι εύκολο να αντλήσουμε τη συνολική μάζα του συστήματος. Η ληφθείσα τιμή είναι μικρότερη από 15% της μάζας του Ήλιου.
Οι αστρονόμοι στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τα φωτομετρικά δεδομένα κάθε αστεριού που ελήφθησαν σε διάφορες ζώνες κυμάτων, καθώς και τα φάσματα που ελήφθησαν με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble για να μελετήσουν τα δύο αντικείμενα με περισσότερες λεπτομέρειες. Χρησιμοποιώντας τα πιο πρόσφατα αστρικά μοντέλα της ομάδας του Ecole Normale Supé rieure de Lyon, διαπίστωσαν ότι και τα δύο αστέρια έχουν περίπου την ίδια θερμοκρασία επιφάνειας, περίπου 1500? C (1800 K). Για ένα αστέρι, αυτό είναι εξαιρετικά δροσερό - συγκριτικά, η θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου είναι πάνω από τρεις φορές υψηλότερη.
Χρησιμοποιώντας θεωρητικά μοντέλα, η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι τα δύο αστέρια είναι αρκετά μικρά (με αστροφυσικούς όρους) - η ηλικία τους είναι μεταξύ 500 και 1.000 εκατομμυρίων ετών μόνο. Το πιο ογκώδες από τα δύο έχει μάζα μεταξύ 7,5 και 9,5% της μάζας του Ήλιου, ενώ ο σύντροφός του έχει μάζα μεταξύ 5 και 7% της ηλιακής μάζας.
Αντικείμενα που ζυγίζουν λιγότερο από περίπου το 7% του Ήλιου μας έχουν ονομαστεί διαφορετικά "Brown Dwarfs", "Failed Stars" ή "Super Planets". Πράγματι, δεδομένου ότι δεν έχουν παρατεταμένη παραγωγή ενέργειας από θερμικές πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό τους, πολλές από τις ιδιότητές τους μοιάζουν περισσότερο με εκείνες των γιγαντιαίων πλανητών αερίου στο δικό μας ηλιακό σύστημα όπως ο Δίας, παρά με τα αστέρια όπως ο Ήλιος.
Το σύστημα 2MASSW J0746425 + 2000321 προφανώς αποτελείται από έναν καφέ νάνο σε τροχιά γύρω από ένα ελαφρώς πιο ογκώδες αστραφτερό νάνο. Είναι μια πραγματική «πέτρα Rosetta» στο νέο πεδίο αστρικής αστροφυσικής χαμηλής μάζας και περαιτέρω μελέτες σίγουρα θα παρέχουν πιο πολύτιμες πληροφορίες για αυτά τα αντικείμενα στη μεταβατική ζώνη μεταξύ αστεριών και πλανητών.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
