Изображение предоставлено: ESO
Используя очень большой телескоп ESO в Паранале и набор наземных и космических телескопов в четырехлетнем исследовании, международная команда астрономов впервые измерила массу ультрахолодной звезды и ее спутника коричневого карлика , Две звезды образуют двойную систему и вращаются вокруг друг друга примерно через 10 лет.
Команда получила изображения с высоким разрешением в ближней инфракрасной области; на земле они победили эффект размытия земной атмосферы с помощью методов адаптивной оптики. Точно определив орбиту, спроецированную на небо, астрономы смогли измерить общую массу звезд. Дополнительные данные и сравнение со звездными моделями дают массу каждого из компонентов.
Более тяжелая из двух звезд имеет массу около 8,5% от массы Солнца, а его спутник из коричневых карликов еще легче, всего 6% от массы Солнца. Оба объекта относительно молоды с возрастом около 500-1000 миллионов лет.
Эти наблюдения представляют собой решающий шаг к все еще недостающей калибровке моделей звездной эволюции для звезд с очень малой массой.
Номер телефона звездочка
Хотя астрономы обнаружили несколько сотен звезд очень малой массы и коричневых карликов, фундаментальные свойства этих экстремальных объектов, таких как массы и температуры поверхности, до сих пор не известны. В космическом зоопарке эти ультрахолодные звезды представляют собой класс «промежуточных» объектов между гигантскими планетами - такими как Юпитер - и «нормальными» звездами, менее массивными, чем наше Солнце, и поэтому их правильное понимание крайне важно для области звездной астрофизики. ,
Проблема этих ультрахолодных звезд заключается в том, что в отличие от нормальных звезд, которые сжигают водород в своем центральном ядре, не существует уникальной связи между светимостью звезды и ее массой. Действительно, светимости и температуры поверхности ультрахолодных карликовых звезд зависят как от их возраста, так и от массы. Таким образом, старый, несколько более массивный ультрахолодный карлик может иметь точно такую же температуру, как и более молодой, менее массивный.
Поэтому основной целью современной астрофизики является независимое получение массы ультрахолодной карликовой звезды. Это в принципе возможно при изучении таких объектов, которые являются членами двоичной системы.
Именно это и сделала международная команда астрономов, которая в течение четырех лет изучала двойную звездную систему с ультра-крутой карликовой звездой, используя множество лучших телескопических средств, включая Очень Большой Телескоп ESO, а также Кек. Я и Близнецы Север на Гавайях, а также космический телескоп Хаббл. Эта система с телефонным номером 2MASSW J0746425 + 2000321 расположена на расстоянии 40 световых лет.
Астрономы использовали изображения с высоким угловым разрешением, чтобы увидеть обе звезды в двойной системе и измерить их движение в течение четырехлетнего периода. Однако это легче сказать, чем сделать, поскольку расстояние на небе между двумя звездами довольно мало: от 0,13 до 0,22 угловых секунд. Это соответствует размеру монеты в 1 евро, видимой на расстоянии около 25 км.
Это разделение настолько мало, что обычно невозможно различить две звезды из-за эффекта размытия атмосферной турбулентности («видение»). Поэтому необходимо использовать технику адаптивной оптики. Этот замечательный метод основан на измерении качества изображения в режиме реального времени и отправке соответствующих корректирующих сигналов до 100 раз каждую секунду в небольшое деформируемое зеркало, расположенное перед детектором. Поскольку зеркало постоянно изменяет свою форму, возмущающий эффект турбулентности нейтрализуется. Примененный в VLT, этот метод привел к получению изображений, которые по меньшей мере в десять раз резче, чем «видение», и которые, следовательно, показывают гораздо больше деталей в наблюдаемых объектах.
В Очень Большом Телескопе астрономы использовали современный инструмент NACO с адаптивной оптикой. Говорит Херв? Bouy, основной автор статьи, в которой представлены результаты, описанные здесь: «NACO предлагает возможность работать в инфракрасном диапазоне и поэтому идеально подходит для изучения ультрахолодных звезд, которые излучают большую часть своего света в этом диапазоне длин волн. Благодаря сочетанию высокой эффективности NACO и VLT и превосходных атмосферных условий, преобладающих в Паранале, мы смогли получить очень четкие изображения этой двойной звездной системы, почти такие же хорошие, как если бы телескоп находился в космосе ».
Ультра-круто и на диете
Во время их четырехлетнего исследования были измерены семь различных относительных положений двух компонентов бинарной системы. Боуи и его коллеги смогли с высокой точностью определить звездные орбиты. Они обнаруживают, что две звезды вращаются вокруг друг друга каждые 10 лет и что их физическое разделение всего лишь в 2,5 раза превышает расстояние Земли от Солнца - как говорят астрономы, 2,5 астрономических единицы. Используя законы Кеплера, легко получить общую массу системы. Полученное значение составляет менее 15% массы Солнца.
Затем астрономы использовали фотометрические данные каждой звезды, полученные в нескольких диапазонах волн, а также спектры, полученные с помощью космического телескопа Хаббла, для более подробного изучения двух объектов. Используя последние звездные модели группы Ecole Normale Supiere de Lyon, они обнаружили, что обе звезды имеют примерно одинаковую температуру поверхности, около 1500 ° С (1800 К). Для звезды это действительно очень круто - для сравнения, температура поверхности Солнца более чем в три раза выше.
Используя теоретические модели, команда также обнаружила, что две звезды довольно молодые (в астрофизическом смысле) - их возраст составляет всего от 500 до 1000 миллионов лет. Более массивный из двух имеет массу от 7,5 до 9,5% от массы Солнца, в то время как его спутник имеет массу от 5 до 7% от массы Солнца.
Объекты, весящие менее 7% нашего Солнца, по-разному назывались «Коричневые гномы», «Неудачные звезды» или «Супер планеты». Действительно, поскольку они не имеют устойчивой генерации энергии тепловыми ядерными реакциями в своей внутренней части, многие из их свойств больше похожи на свойства гигантских газовых планет в нашей собственной солнечной системе, такой как Юпитер, чем на звезды, подобные Солнцу.
Таким образом, система 2MASSW J0746425 + 2000321, по-видимому, состоит из коричневого карлика, вращающегося по кругу чуть более массивной ультрахолодной карликовой звезды. Это настоящий «Розеттский камень» в новой области звездной астрофизики малой массы, и дальнейшие исследования, несомненно, предоставят более ценную информацию об этих объектах в переходной зоне между звездами и планетами.
Источник: ESO News Release
