Μερικές φορές, τα πιο παράξενα αστρικά ευρήματα βρίσκονται στη δική μας κοσμική γειτονιά. Οι αστρονόμοι πρόσφατα έκαναν μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη, ενώ έβαλαν ένα νέο σετ τηλεσκοπίων μέσα από τους ρυθμούς τους: ένα ζευγάρι έκλειψης υποαστρικών καφέ νάνων.
Το εύρημα είναι 2MASSW J1510478-281817, που αναφέρεται επίσης ως 2M1510. Το ακρωνύμιο «2MASS» στην ονομασία αναφέρεται στην Έρευνα 2-Μικρών All-Sky. Το ζεύγος βρίσκεται 119 έτη φωτός (36,6 parsecs) σε απόσταση από τον αστερισμό του Ζυγού των Ζυγών, κοντά στα σύνορά του με τον Λύκο τον Λύκο.
Τα τηλεσκόπια της έρευνας που έκαναν την εύρεση αποτελούν μέρος του έργου SPECULOOS (Αναζήτηση κατοικήσιμων πλανητών EClipsing ULtra-COOl Stars), μια μπαταρία τεσσάρων τηλεσκοπίων διαμέτρου 1 μέτρου Ritchey-Chrétien που βρίσκεται στο συγκρότημα Παρατηρητηρίου Paranal στη Χιλή. Ένα πέμπτο αντίστοιχο τηλεσκόπιο με την ονομασία Άρτεμις που βρίσκεται στα Κανάρια Νησιά είναι μέρος της έρευνας SPECULOOS North.
Οι δύο καφέ νάνοι περιστρέφονται ο ένας τον άλλον μία φορά κάθε 21 ημέρες, με το 2M1510Aa το ελαφρώς πιο ογκώδες από τα δύο σε 40 μάζες του Δία, έναντι του συνοδού του 2M1510Ab, σε μια πιο λιτή μάζα του Δία 39,3. Και οι δύο είναι καφέ νάνοι τύπου Μ, και περιστρέφονται σε ένα αμοιβαίο βαρυ-κέντρων μόνο 0,063 AU (5,9 εκατομμύρια μίλια ή 9,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα) σε απόσταση.
Ένας τρίτος, καφετής, νάνος, ο οποίος χαρακτηρίζεται ως 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) είναι επίσης μέρος του σύνθετου συστήματος. Αυτό το τρίτο αντικείμενο περιστρέφεται σε 250 Αστρονομικές μονάδες (AU) από το πρωτεύον ζεύγος. Αυτή είναι πάνω από έξι φορές η μέση απόσταση από τον Ήλιο έως τον Πλούτωνα.
«Το πρόγραμμα SPECULOOS αναζητά εξωπλανήτες που διέρχονται αστέρια και καφέ νάνους πολύ χαμηλής μάζας, και ένα ζευγάρι καφέ νάνων ακριβώς δίπλα στον ουρανό φάνηκε σαν καλός στόχος», λέει ο Adam Burgasser του UC San Diego, συγγραφέας του. μελέτη. «Ήμασταν έκπληκτοι που ανακαλύψαμε ότι ήταν πραγματικά τρεις καφέ νάνοι!»
Το εύρημα αναφέρθηκε στο πρόσφατο περιοδικό του Φύση: Αστρονομία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τα τέσσερα όργανα των 8,2 μέτρων που σχηματίζουν το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο που βρίσκεται επίσης στο Cerro Paranal της Χιλής στην έρημο Atacama και στον φασματογράφο εγγύς υπέρυθρων (NIRSPEC) που βρίσκεται στο Παρατηρητήριο Keck στη σύνοδο κορυφής της Mauna Kea στη Χαβάη για να επαληθεύσει το εύρημα. Και οι δύο είναι εξοπλισμένοι για τη μέτρηση της ταχύτητας στο υπέρυθρο, τη ζώνη όπου κορυφώνονται οι καφέ νάνοι. Το παρατηρούμενο γεγονός έκλειψης διήρκεσε περίπου 90 λεπτά.
«Είναι (2M1510) μέρος της λίστας στόχων SPECULOOS που περιέχει όλους τους νάνους ultracool των οποίων η απόσταση είναι μικρότερη από 40 parsecs όπως μετράται από τον δορυφόρο Gaia και των οποίων η ακτίνα είναι μικρότερη από 0,15 ηλιακές ακτίνες», λέει ο Michaël Gillon (Πανεπιστήμιο της Λιέγης, Βέλγιο) . "Με το SPECULOOS, θα πρέπει να εντοπίσουμε αρκετά παρόμοια συστήματα τα επόμενα χρόνια, συμπεριλαμβανομένων νέων δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών μεγέθους Γης, κατάλληλων για λεπτομερή ατμοσφαιρικό χαρακτηρισμό με τον James Webb."
Οι καφέ νάνοι καταλαμβάνουν τη ζώνη μεταξύ των πλήρων αστεριών σε 80 φορές τη μάζα του Δία (7,7% της μάζας του Ήλιου) και των 13 Δία. Το ζεύγος 2M1510 είναι και οι δύο καφέ νάνοι τύπου Μ, καταλαμβάνοντας χώρο κάτω από το κέντρο αυτού του εύρους μάζας. Αν και οι καφέ νάνοι δεν είναι αρκετά τεράστιοι για να διατηρήσουν την πλήρη σύντηξη μέσω της αλυσίδας πρωτονίων-πρωτονίων όπως τα κόκκινα αστέρια νάνων, μπορούν ακόμα να σιγοβράσουν αργά χρησιμοποιώντας σύντηξη δευτερίου χαμηλού βαθμού στους πυρήνες τους. Η μέση θερμοκρασία επιφάνειας για έναν νάνο Μ είναι 2.600 Kelvin (2.300 βαθμούς Κελσίου).
Παρόλο που οι καφέ νάνοι είναι λιγοστοί στόχοι, είναι μάλλον ένα από τα πιο κοινά αντικείμενα στο Σύμπαν.
Η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει μόνο το δεύτερο τέτοιο γνωστό ζευγάρι καφετιού νάνου. Το πρώτο είναι το ζεύγος που έχει επιλυθεί 2MASS J05352184-0546085AB στο OrionNebula, ένα σχετικά νεαρό ζευγάρι με ηλικία περίπου ενός εκατομμυρίου ετών.
Ένα άλλο ενδιαφέρον καφέ νάνο ζευγάρι βρέθηκε το 2003 σε τροχιά γύρω από το κύριο αστέρι ακολουθίας Epsilon Indi.
Η έρευνα SPECULOOS θα ειδικευτεί στη στόχευση εξωπλανητών στις κατοικήσιμες ζώνες δροσερών νάνων. Ένα τέτοιο αστέρι νάνος που φιλοξενεί εξωπλανήτες με το όνομα TRAPPIST-1 έσπασε μεγάλη είδηση το 2015 και τέτοια «μίνι-ηλιακά συστήματα» μπορεί να είναι κοινά στον Κόσμο.
«Το 2M1510 παρατηρήθηκε ως μέρος του προγράμματος έναρξης λειτουργίας του SPECULOOS», λέει ο Burgasser. «Τώρα τα τηλεσκόπια είναι σε λειτουργία και η ομάδα παρακολουθεί αρκετά αστέρια χαμηλής μάζας και καφέ νάνους για να ψάξει για διέλευση εξωπλανητών. Παρακολουθούμε επίσης (on) μερικά από τα υποψήφια συστήματα εξωπλανητών που ανακαλύφθηκαν από την αποστολή TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Κάθε φορά που μπορούμε να δούμε το Σύμπαν με νέο τρόπο, συχνά ανακαλύπτουμε κάτι συναρπαστικό ή απρόβλεπτο. "
Το 2M1510 είναι επίσης μέλος του Argus Moving Group των αστεριών. Αυτό το σύμπλεγμα 45 εκατομμυρίων ετών σχετικά μικρών αστεριών ανακαλύφθηκε το 2018. Η ιδιότητα μέλους σε μια αστρική ένωση ή κινούμενη ομάδα προδίδεται από αστέρια που μοιράζονται μια κοινή σωστή κίνηση στον ουρανό. Οι Hyades στον αστερισμό Ταύρος είναι μια διάσημη κοντινή αστρική ένωση, όπως και η Ursa Major Moving Group, η οποία περιέχει τα περισσότερα από τα αστέρια στον αστερισμό του Big Dipper.
Η ανακάλυψη είναι σημαντική γιατί όχι μόνο η συμμετοχή του ζευγαριού καφέ νάνου ως μέρος του Argus Moving Group αποδυναμώνει την ηλικία του ζευγαριού, αλλά η φυσική τους σχέση, καθώς και το γεγονός ότι εκλείπουν αμοιβαία κατά μήκος της οπτικής μας όρασης, επιτρέπει αστρονόμοι να χαρακτηρίσουν περαιτέρω τα δύο ως προς τη μάζα. Υπο-αστρικοί καφέ νάνοι όπως το ζεύγος 2M1510 πιστεύεται ότι μοιάζουν πολύ με τους τεράστιους εξωπλανήτες.
Αυτή η ενδιαφέρουσα ανακάλυψη επιτρέπει στους ερευνητές όχι μόνο να χαρακτηρίσουν μεγάλους μαζικούς πλανήτες, αλλά να βάλουν μοντέλα για το πώς οι καφέ νάνοι εξελίσσονται και κρυώνουν.
«Οι μετρήσεις μας μας λένε ότι η μάζα, η ακτίνα και η ηλικία εξηγούνται πολύ καλά από μοντέλα των οποίων τα θεμέλια είναι 30 ετών», λέει η Amaury Triaud του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό είναι αξιοσημείωτο. Μας λέει επίσης ότι η φωτεινότητα των καφέ νάνων είναι λίγο μακριά σε σύγκριση με τα μοντέλα. Γνωρίζουμε λοιπόν ότι τα μοντέλα είναι πολύ καλά, αλλά ότι πρέπει να τα βελτιώσουμε ».
Θα ήταν περίεργο να δούμε ένα τέτοιο ζευγάρι από κοντά: δεν υπάρχει ανάλογο για έναν καφέ νάνο στο ηλιακό μας σύστημα. Θα είναι ενδιαφέρον να δούμε ποιες άλλες ανακαλύψεις θα προκύψουν από την έρευνα SPECULOOS στο εγγύς μέλλον.
- Πιστοποίηση κορυφαίας εικόνας: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.
