Изображение предоставлено: ESO
Команда европейских астрономов обнаружила ближайшую из когда-либо обнаруженных звезд коричневых карликов. Эпсилон Инди Б - в 45 раз больше массы Юпитера, и на орбиту главной звезды уходит 400 лет.
Группа европейских астрономов [2] обнаружила объект «Коричневый карлик» («проваленная» звезда) на расстоянии менее 12 световых лет от Солнца. Это самый близкий, но известный.
Теперь обозначаемый как Epsilon Indi B, это спутник известной яркой звезды на южном небе, Epsilon Indi (теперь «Epsilon Indi A»), ранее считавшейся одинокой. Бинарная система является одной из двадцати ближайших к Солнцу звездных систем.
Коричневый карлик был обнаружен благодаря сравнительно быстрому движению по небу, которое он разделяет со своим более ярким спутником: пара проходит полный лунный диаметр менее чем за 400 лет. Впервые он был идентифицирован с использованием оцифрованных архивных фотографических пластин из SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) и подтвержден с использованием данных двухмикронного обзора всего неба (2MASS). Последующие наблюдения с помощью чувствительного к ближнему инфракрасному излучению прибора SOFI на 3,5-м телескопе новой технологии ESO в обсерватории Ла-Силла подтвердили его природу и позволили измерить его физические свойства.
Эпсилон Инди B имеет массу, в 45 раз превышающую массу Юпитера, самой большой планеты в Солнечной системе, и температуру поверхности всего 1000 ° C. Он относится к так называемой категории «Т-карликов», которые охватывают область между звездами и планетами-гигантами.
Epsilon Indi B - самый близкий и самый яркий из известных T-карликов. Дальнейшие исследования нового объекта обещают дать астрономам важные новые подсказки относительно формирования и эволюции этих экзотических небесных тел, в то же время давая интересную информацию о пограничной зоне между планетами и звездами.
Крошечные движущиеся иглы в гигантских стогах сена
Представьте, что вы профессиональный орнитолог, недавно вернувшийся домой из экспедиции в джунгли Южной Америки, где вы провели долгие недели, используя свои мощные телеобъективы в поисках редких видов птиц. Расслабившись, вы делаете несколько широкоугольных снимков цветущих цветов в своем саду, не отвлекаясь от обычного черного дрозда, летящего через ваш видоискатель. Только позже, при тщательном сравнении этих снимков, вы замечаете что-то крошечное и необычно окрашенное, мерцающее близко позади черного дрозда: вы обнаружили экзотическую, редкую птицу прямо там, дома.
Во многом таким же образом группа астрономов [2] только что нашла одного из ближайших соседей к Солнцу, экзотическую «провалившуюся звезду», известную как «коричневый карлик», быстро перемещающуюся по небу в южном созвездии Инда ( Индийская). Интересно, что в то время, когда телескопы становятся все больше и оснащаются все более совершенными электронными детекторами, еще многое предстоит узнать, комбинируя старые фотопластинки с этой современной технологией.
В последние десятилетия фотографические планшеты, снятые телескопами с широким полем зрения («Шмидт»), получили новую жизнь: они были оцифрованы автоматизированными измерительными машинами, что позволяет компьютерам эффективно осуществлять траление через огромные и бесценные архивы данных, которые пока еще не созданы. полностью эксплуатируется [3]. Для Южного неба Институт астрономии в Эдинбурге (Шотландия, Великобритания) недавно выпустил сканы, сделанные на машине SuperCOSMOS, охватывающей несколько десятилетий в трех оптических полосах пропускания. Эти данные идеально подходят для поиска объектов с большими собственными движениями и экстремальными цветами, таких как коричневые карлики в окрестностях Солнца.
Все движется - вопрос перспективы
В астрономии "правильное движение" звезды означает ее кажущееся движение на небесной сфере; обычно это выражается в угловых секундах в год [4]. Соответствующая реальная скорость звезды (в километрах в секунду) может быть оценена только при известном расстоянии.
Звезда с большим собственным движением может указывать на реальную большую скорость или просто на то, что звезда находится рядом с нами. По аналогии, самолет сразу после взлета имеет гораздо меньшую истинную скорость, чем когда он летит на большой высоте, но наблюдателю, наблюдающему возле аэропорта, кажется, что вылетающий самолет движется гораздо быстрее по небу.
Проксима Центавра, наш ближайший звездный сосед, находится всего в 4,2 световых лет (см. ESO PR 22/02) и имеет собственное движение 3,8 угловых секунд в год (что соответствует 23 км / с относительно Солнца в направлении, перпендикулярном на прямой видимости). Самая высокая из известных звезд движения - это звезда Барнарда на расстоянии 6 световых лет, движущаяся на 10 угловых секунд в год (87 км / с относительно Солнца). Все известные звезды в течение 30 световых лет являются объектами с высоким собственным движением и движутся как минимум на 0,2 угловых секунды в год.
Траление для быстро движущихся объектов
В течение некоторого времени астрономы в Астрофизическом институте в Потсдаме систематически проводили компьютерный поиск объектов с высоким собственным движением, которые появляются на красных фотографических небесных пластинах, но не на эквивалентных голубых пластинах. Их цель состоит в том, чтобы идентифицировать неизвестные до сих пор крутые объекты в солнечной окрестности.
Ранее они обнаружили таким образом несколько новых объектов в течение 30 световых лет, но ничего более красного или движущегося отдаленно так быстро, как тот, который они сейчас захватили в созвездии Инда на южном небе. Этот объект был виден только на пластинах с самой длинной длиной волны в базе данных SuperCOSMOS Sky Survey. Он двигался так быстро, что на пластинах, разнесенных всего на два года в 1990-х годах, он двигался по небу почти на 10 угловых секунд, обеспечивая надлежащее движение в 4,7 угловых секунды в год. Это также было очень слабым на оптических длинах волн, причина, почему это никогда не было замечено прежде. Однако, когда это подтвердили данные цифровой съемки в двухмикронном режиме (2MASS), в инфракрасном диапазоне наблюдалось гораздо более яркое изображение с типичной цветовой характеристикой холодного коричневого карлика.
В этот момент объект считался изолированным путешественником. Однако поиск по доступным онлайн-каталогам быстро показал, что всего в 7 минутах ходьбы была известная звезда, Эпсилон Инди. Оба они имеют одно и то же очень большое собственное движение, и, таким образом, сразу стало ясно, что они должны быть связаны, образуя широкую двойную систему, разделенную более чем в 1500 раз расстоянием между Солнцем и Землей.
Эпсилон Инди - одна из 20 ближайших к Солнцу звезд всего за 11,8 световых лет [5]. Это карликовая звезда (спектрального типа K5) с температурой поверхности около 4000 ° C, несколько холоднее Солнца. Как таковой, он часто появляется в научной фантастике как дом обитаемой планетной системы [6]. Все это остается твердым в области спекуляций, но, тем не менее, теперь мы знаем, что у него наверняка есть очень интересный спутник.
Это замечательное открытие: Epsilon Indi B - ближайший звездный источник к Солнцу, обнаруженный за 15 лет, самый мощный источник движения, обнаруженный за 70 лет, и с общей светимостью всего 0,002%, чем у Солнца, один из самые слабые источники за всю историю Солнечной системы!
После Проксимы и Альфы Центавра система Эпсилон Инди также является второй известной широкой бинарной системой за 15 световых лет. Однако, в отличие от Проксимы Центавра, Эпсилон Инди Б - не обычная звезда.
Коричневые карлики: охлаждение, охлаждение, охлаждение…
В течение нескольких дней после его обнаружения в базе данных астрономам удалось защитить инфракрасный спектр Epsilon Indi B с помощью прибора SOFI на 3,5-м телескопе новой технологии ESO (NTT) в обсерватории La Silla (Чили). Спектр показал широкие характеристики поглощения из-за метана и водяного пара в его верхней атмосфере, что указывает на температуру «всего» 1000 ° C. Обычные звезды никогда не бывают такими крутыми - Эпсилон Инди Б был признан коричневым карликом.
Считается, что коричневые карлики образуются почти так же, как звезды, благодаря гравитационному коллапсу сгустков холодного газа и пыли в плотных молекулярных облаках. Однако по причинам, еще не совсем понятным, некоторые скопления в конечном итоге имеют массы менее чем приблизительно 7,5% от массы нашего Солнца, или в 75 раз больше массы планеты Юпитер. Ниже этой границы в ядре недостаточно давления, чтобы инициировать синтез ядерного водорода, долговременного и стабильного источника энергии для обычных звезд, таких как Солнце. За исключением короткой ранней фазы, когда сжигается некоторое количество дейтерия, эти маломассивные объекты просто продолжают охлаждаться и постепенно исчезают, выделяя тепло, оставшееся от их рождения.
Теоретические обсуждения таких объектов начались около 40 лет назад. Сначала они были названы «черными карликами», а затем «коричневыми карликами», в знак признания их прогнозируемых очень низких температур. Однако было также предсказано, что они будут очень слабыми и очень красными, и только в 1995 году такие объекты начали обнаруживаться.
Первые были замечены как слабые спутники соседних звезд, а затем, некоторые были найдены свободно плавающими в солнечной окрестности. Большинство коричневых карликов принадлежат к недавно классифицированным спектральным типам L и T, ниже давно известных холодных карликов типа M. Они очень красные для человеческого глаза, но карлики L и T еще холоднее, настолько, что они почти невидимы на оптических длинах волн, причем большая часть их излучения выходит в инфракрасном диапазоне. [7].
Насколько массивен Эпсилон Инди Б?
Возраст большинства коричневых карликов, обнаруженных до настоящего времени, неизвестен, и поэтому трудно оценить их массу. Однако можно предположить, что возраст Epsilon Indi B такой же, как и у Epsilon Indi A, чей возраст оценивается в 1,3 миллиарда лет в зависимости от скорости вращения. Комбинируя эту информацию с измеренной температурой, яркостью и расстоянием, можно определить массу эпсилон-инди B, используя теоретические модели коричневых карликов.
Два независимых набора моделей дают один и тот же результат: эпсилон-инди B должен иметь массу где-то между 4-6% массы Солнца или 40-60 масс Юпитера. Наиболее вероятное значение составляет около 45 масс Юпитера, то есть значительно ниже предела синтеза водорода, и окончательно подтверждает это новое открытие как добросовестный коричневый карлик.
Важность Эпсилон Инди Б
PR Photo 03c / 03 показывает текущую перепись звезд в солнечной окрестности. Все эти звезды были известны в течение многих лет, в том числе GJ1061, который, однако, твердо установил свое расстояние только в 1997 году. Открытие Epsilon Indi B, однако, является крайним случаем, никогда ранее не занесенным в каталог, и первым коричневым карликом для быть найденным в пределах 12,5 световых лет горизонта.
Если текущие прогнозы верны, коричневых карликов должно быть в два раза больше, чем звезд главной последовательности. Следовательно, Эпсилон Инди Б может быть первым из, возможно, 100 коричневых карликов на этом расстоянии, все еще ожидающих своего открытия!
Epsilon Indi B - важный улов далеко за пределами каталогизации Солнечного соседства. Будучи ближайшим и самым ярким известным коричневым карликом и с очень точно измеренным расстоянием, он может подвергаться широкому разнообразию детальных наблюдательных исследований. Таким образом, он может служить шаблоном для более отдаленных членов своего класса.
С помощью Epsilon Indi B астрономы теперь смогут увидеть загадки, связанные с образованием и эволюцией экзотических объектов, известных как коричневые карлики, на полпути между звездами и планетами-гигантами, физикой их внутренних ядер и погодой. и химия их атмосфер.
Историческая справка - южное созвездие Инда
Созвездие Инд находится глубоко в южном небе, между тремя птицами: Грус (Журавль), Тукана (Тукан) и Паво (Павлин), ср. PR Photo 03d / 03.
Впервые каталогизированный в 1595-1597 годах голландскими мореплавателями Питером Дирксзуном Кейзером и Фредериком де Хаутманом, это созвездие было добавлено к южному небу Иоганном Байером в его книге «Уранометрия» (1603), чтобы почтить коренных американцев, с которыми европейские исследователи столкнулись на их путешествия.
В частности, было высказано предположение, что именно индейцы Огненной Земли и Патагонии представлены в Инде, чуть более чем в двух тысячах километров к югу от Ла-Силла, где первые спектроскопические наблюдения Эпсилон-Инди B были сделаны примерно через 400 лет ,
В более позднем рисунке Боде, показанном здесь, Эпсилон Инди, пятая самая яркая звезда в Инде, связана с одной из стрелок в руке индейца.
Источник: ESO News Release
