Изображение предоставлено: Близнецы
Благодаря системе адаптивной оптики обсерватории Близнецов астрономы смогли обнаружить коричневого карлика, вращающегося вокруг звезды только в три раза дальше от Земли до Солнца. Эта недавно обнаруженная пара, LHS 2397a, расположена всего в 46 световых годах от Земли и является самым близким разделением двойной звезды, когда-либо обнаруженной. Основанный на Гавайях телескоп Джемини настолько мощен, потому что в нем используется гибкое зеркало, которое противодействует размытию, вызванному атмосферой Земли.
Астрономы, использующие технологию адаптивной оптики на Северном телескопе Джемини, наблюдали коричневого карлика, вращающегося вокруг звезды с малой массой на расстоянии, сравнимом всего с трехкратным расстоянием между Землей и Солнцем. Это самое близкое расстояние разделения, когда-либо найденное для бинарной системы этого типа, использующей прямую визуализацию.
Рекордная находка - только одна из дюжины легких двойных систем, наблюдаемых в исследовании. Вместе они дают новый взгляд на формирование звездных систем и на то, как могут образовываться меньшие тела во Вселенной (включая большие планеты).
«Используя передовые возможности Gemini по созданию изображений, мы смогли четко определить эту двоичную пару, где расстояние между коричневым карликом и его родительской звездой составляет всего лишь вдвое больше расстояния от Марса до Солнца», - сказала член команды Мелани Фрид, аспирант. в университете Аризоны в Тусоне. С оценочной массой, в 38-70 раз превышающей массу Юпитера, недавно идентифицированный коричневый карлик расположен всего в три раза больше расстояния Солнце-Земля (или 3,0 астрономических единицы) от своей родительской звезды. Звезда, известная как LHS 2397a, находится всего в 46 световых годах от Земли. Движение этого объекта в небе указывает на то, что это старая звезда с очень низкой массой.
Предыдущий рекорд изображения для ближайшего расстояния между коричневым карликом и его родителем (намного более яркая, подобная Солнцу звезда) был почти в пять раз больше при 14 а.е. Одна астрономическая единица (AU) равна среднему расстоянию между Землей и Солнцем или около 150 миллионов километров (93 миллиона миль).
Часто изображаемые как «неудавшиеся звезды», коричневые карлики крупнее гигантских планет, таких как Юпитер, но их индивидуальные массы составляют менее 8% массы Солнца (75 масс Юпитера), поэтому они не достаточно массивны, чтобы сиять как звезда. Коричневые карлики лучше всего видны в инфракрасном диапазоне, потому что поверхностное тепло выделяется, когда они медленно сжимаются. Обнаружение коричневых компаньонов-карликов в пределах 3 а.е. от другой звезды - важный шаг к изображению массивных планет вокруг других звезд.
Эта команда Университета Аризоны во главе с доктором Лэрдом Клоузом использовала Северный телескоп Джемини, чтобы обнаружить одиннадцать других спутников с малой массой, предполагая, что эти бинарные пары с малой массой могут быть довольно распространенными. Открытие такого количества пар с малой массой стало неожиданностью, учитывая аргумент, что большинство звезд с очень малой массой и коричневых карликов считались сольными объектами, блуждающими в космосе в одиночку после их выбрасывания из их звездных питомников во время процесса звездообразования.
«Мы завершили первый обзор звезд на основе адаптивной оптики с примерно 1/10 массы Солнца, и мы обнаружили, что природа не проводит различий с звездами с малой массой, когда речь идет о создании тесных двойных пар», - сказал Клоуз, помощник профессор астрономии в университете Аризоны. Доктор Клоуз является ведущим автором статьи, представленной сегодня на Симпозиуме Международного астрономического союза им. Брауна Гномов в Коне, Гавайи, и он является главным исследователем обзора звезд малой массы.
Команда рассмотрела 64 звезды с низкой массой (первоначально идентифицированные Джоном Гизисом из Университета штата Делавэр), которые выглядели как одиночные звезды на изображениях с более низким разрешением, полученных при инфракрасном исследовании всего неба 2MASS. Как только команда использовала адаптивную оптику на Близнецах, чтобы сделать изображения, которые были в десять раз четче, у двенадцати из этих звезд были обнаружены близкие спутники. Удивительно, но команда Клоуз обнаружила, что расстояние между звездами с низкой массой и их спутниками было значительно меньше, чем ожидалось.
«Мы находим компаньонов для звезд с низкой массой, которые обычно находятся всего в 4 а.е. от их основных звезд, это на удивление близко друг к другу», - сказал член команды Ник Зиглер, аспирант Университета Аризоны. «Более массивные двоичные файлы имеют типичное разделение ближе к 30 AU, и многие двоичные файлы намного шире этого». Клоуз сказал, что новые наблюдения Близнецов «намекают на то, что у звезд с малой массой нет компаньонов, далеких от их основных цветов» Подобные результаты были получены ранее группой, возглавляемой доктором Эдуардо Л. Мартином из Института астрономии Гавайского университета, в исследовании 34 звезд очень низкой массы и коричневых карликов в скоплении Плеяд, проведенном с помощью космического телескопа Хаббла. Эти два обзора вместе ясно демонстрируют, что существует интригующая нехватка коричневых карликов на расстоянии более 20 а.е. от звезд очень низкой массы и других коричневых карликов.
Команда прогнозирует, что у каждой пятой звезды с малой массой есть спутник с разносом в диапазоне (3-200 AU). В пределах этого диапазона разделения астрономы наблюдали аналогичную частоту более массивных звездных спутников вокруг больших похожих на Солнце звезд.
В целом, эти новые результаты показывают, что (вопреки теории) двоичные файлы с малой массой могут образовываться в процессе, аналогичном процессу более массивных двоичных файлов. Действительно, это открытие добавляет к растущим данным других групп, что процент двойных систем одинаков для тел, охватывающих диапазон от одной солнечной массы до всего лишь 0,05 солнечных масс (или 52-кратной массы Юпитера). Например, группа во главе с Нилом Ридом из Научного института космического телескопа и Университета Пенсильвании пришла к аналогичному выводу с меньшей выборкой из 20 звезд даже меньшей массы и коричневых карликов, наблюдаемых с помощью космического телескопа Хаббла.
Тот факт, что у звезд с малой массой есть какие-либо спутники коричневых карликов с малой массой внутри 5 а.е., также удивителен, потому что в отношении Солнце-подобных звезд все верно. Согласно исследованию радиальной скорости, очень немногие похожие на Солнце звезды имеют на этом расстоянии коричневых карликовых спутников. «Это отсутствие коричневых карликовых компаньонов в пределах 5 AU от похожих на Солнце звезд было названо« пустыней коричневых карликов », - отметил Клоуз. «Однако мы видим, что вокруг звезд с низкой массой, скорее всего, нет пустыни коричневых карликов».
Эти результаты формируют важные ограничения для теоретиков, работающих над пониманием того, как масса звезды влияет на массу и расстояние разноса компаньонов, которые с ней образуются. «Любая точная модель формирования звезды и планеты должна воспроизводить эти наблюдения», - сказал Клоуз.
Эти наблюдения были возможны только благодаря сочетанию уникальной системы адаптивной оптической визуализации Hokupa’а Гавайского университета и технических характеристик телескопов Gemini. Чувствительность системы Hokupa’a обусловлена концепцией измерения волнового фронта кривизны, разработанной доктором Франсуа Роддиером. Адаптивная оптика является все более важной технологией, которая устраняет большую часть «размытия», вызванного турбулентностью в атмосфере Земли (то есть мерцанием звезд). Это достигается за счет быстрой корректировки формы специального гибкого зеркала меньшего размера в соответствии с локальной турбулентностью на основе обратной связи в реальном времени с системой поддержки зеркала по наблюдениям звезды с низкой массой. Hokupa’a может подсчитывать отдельные фотоны (частицы света) и, таким образом, может точно точить даже очень слабые (то есть, маломассивные) звезды.
Изображения с ближней инфракрасной адаптивной оптикой, сделанные с помощью 8-метрового телескопа Джемини в этом обзоре, были в два раза более резкими, чем те, которые можно получить на тех же длинах волн с помощью 2,4-метрового космического телескопа им. Хаббла на орбите Земли. Это единственное наземное исследование такого рода, которое потребовало пяти ночей в течение одного года с системой Хокупа на севере Близнецов.
Важно отметить, что используемые здесь расстояния измеряются на небе. Реальное орбитальное разделение может быть немного больше, если в будущем станет известна полная орбита этих двойных.
Другие члены научной группы включают Джеймса Либерта (обсерватория Стюарда, Университет Аризоны), Вольфганга Бранднера (Европейская южная обсерватория, Гархинг, Германия), а также Эдуардо Мартина и Дана Поттера (Институт астрономии, Гавайский университет).
Наблюдения, представленные здесь, являются частью постоянного исследования. Первоначальные результаты первых 20 маломассивных звезд нашего обзора были опубликованы в выпуске Astrophysical Journal Letters vol 567 Pages L53-L57 от 1 марта 2002 года.
Изображения и иллюстрации, связанные с этим выпуском новостей, доступны в Интернете по адресу: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
С Laird Close можно связаться по телефону 520 / 626-5992, [электронная почта защищена] после того, как он вернется в свой офис 28 мая.
Это исследование было частично поддержано Управлением научных исследований ВВС США и обсерваторией стюардов Университета Аризоны. Hokupa’a поддерживается Группой адаптивной оптики Гавайского университета и Национальным научным фондом.
Обсерватория Близнецов - это международное сотрудничество, которое построило два идентичных 8-метровых телескопа. Телескопы расположены в Мауна-Кеа, на Гавайях (север Близнецов) и Серро-Пачоне в центральной части Чили (юг Близнецов) и, следовательно, обеспечивают полное покрытие обоих полушарий неба. Оба телескопа включают новые технологии, которые позволяют большим, относительно тонким зеркалам под активным контролем собирать и фокусировать как оптическое, так и инфракрасное излучение из космоса.
Обсерватория Близнецов обеспечивает астрономические сообщества в каждой стране-партнере современными астрономическими средствами, которые распределяют время наблюдения пропорционально вкладу каждой страны. В дополнение к финансовой поддержке каждая страна также вносит значительные научные и технические ресурсы. Национальные исследовательские агентства, которые формируют партнерство Gemini, включают в себя: Национальный научный фонд США (NSF), Британский совет по физике частиц и астрономии (PPARC), Канадский национальный исследовательский совет (NRC), Chilean Comisi? N Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Австралийский исследовательский совет (ARC), Аргентинское национальное исследовательское бюро (CONICET) и Бразильское национальное национальное объединение (CICEN? fico e Tecnol? gico) ). Обсерватория управляется Ассоциацией университетов для исследований в области астрономии, Inc. (AURA) в соответствии с соглашением о сотрудничестве с NSF. NSF также является исполнительным органом международного партнерства.
Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт Gemini по адресу: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Первоисточник: Пресс-релиз Близнецов
