Kujutise krediit: ESO
Kasutades nelja aasta pikkuses uuringus ESO väga suurt teleskoopi Paranal ja maapealsete ja kosmoseteleskoopide komplekti, mõõtis rahvusvaheline astronoomide meeskond esimest korda ülitugeva tähe ja tema kaaslase pruuni kääbuse massi . Kaks tähte moodustavad binaarsüsteemi ja tiirlevad üksteise ümber umbes 10 aasta pärast.
Meeskond sai kõrge eraldusvõimega lähi-infrapuna pilte; maapinnal tõrjusid nad maapealse atmosfääri häguse efekti adaptiivse optika tehnika abil. Täpselt määrates taevale projitseeritud orbiidi, said astronoomid mõõta tähtede kogumassi. Täiendavad andmed ja võrdlus tähtmudelitega annavad seejärel iga komponendi massi.
Kahe tähe raskemast massist on umbes 8,5% Päikese massist ja tema pruuni kääbuse kaaslane on veelgi kergem, ainult 6% päikese massist. Mõlemad objektid on suhteliselt noored, vanusega umbes 500–1 000 miljonit aastat.
Need tähelepanekud tähistavad otsustavat sammu väga väikese massiga tähtede tähtede evolutsioonimudelite veel puuduva kalibreerimise suunas.
Telefoninumbri täht
Ehkki astronoomid on leidnud sadu väga väikese massiga tähti ja pruune kääpi, pole nende ekstreemsete objektide põhiomadused, näiteks massid ja pinnatemperatuur, endiselt hästi teada. Kosmilises loomaaias esindavad need ülilahedad tähed "vahepealsete" objektide klassi hiiglaslike planeetide - näiteks Jupiteri - ja "normaalsete" tähtede vahel, mis on vähem massiivsed kui meie Päike, ja seetõttu on nende täpne mõistmine tähtede astrofüüsika valdkonna jaoks ülioluline. .
Nende ülilahedate tähtede probleem on see, et vastupidiselt tavalistele tähtedele, mis põlevad vesinikku nende keskses tuumas, puudub tähe heleduse ja selle massi vahel ainulaadne seos. Ülilahedate kääbustähtede heledus ja pinnatemperatuur sõltuvad tõepoolest nende vanusest ja massist. Vanemal, mõnevõrra massiivsemal ülijahedal kääbusel võib seega olla täpselt sama temperatuur kui nooremal, vähem massiivsel.
Seetõttu on tänapäevase astrofüüsika põhieesmärk iseseisvalt saada ülijahva kääbustähe masse. See on põhimõtteliselt võimalik, uurides binaarses süsteemis olevaid objekte.
See on täpselt see, mida rahvusvaheline astronoomide meeskond on nüüd neli aastat kestnud uuringus binaarsest tähesüsteemist koos ülilaheda kääbustähega, kasutades arvukalt top-teleskoopilisi rajatisi, sealhulgas ESO väga suurt teleskoopi, samuti Keckit Mina ja Gemini North Hawaiil ning ka Hubble'i kosmoseteleskoop. See süsteem - telefoninumbriga 2MASSW J0746425 + 2000321 - asub 40 valgusaasta kaugusel.
Astronoomid kasutasid binaarses süsteemis mõlemat tähte ja nende liikumise mõõtmist nelja-aastase perioodi jooksul suure nurga eraldusvõimega kujutist. Seda on aga lihtsamini öeldud kui tehtud, kuna taevas on kahe tähe vaheline eraldus üsna väike: vahemikus 0,13 kuni 0,22 kaaresekundi. See vastab 1-eurose mündi suurusele, mida saab vaadata umbes 25 km kaugusel.
See vahe on nii väike, et atmosfääri turbulentsi hägususe ("nägemise") tõttu pole kahte tähte tavaliselt võimalik eristada. Seetõttu on vaja kasutada adaptiivse optika tehnikat. See suurepärane meetod põhineb pildikvaliteedi mõõtmisel reaalajas ja vastavate korrigeerivate signaalide saatmisel kuni 100 korda sekundis detektori ees asuvasse väikesesse deformeeritavasse peeglisse. Kuna peegel muudab pidevalt oma kuju, neutraliseeritakse turbulentsi häiriv mõju. VLT-s rakendatud tehnika abil on saadud pildid, mis on vähemalt kümme korda teravamad kui "nägemine" ja mis näitavad vaadeldavates objektides palju rohkem üksikasju.
Väga suure teleskoobi juures kasutasid astronoomid kaasaegseima kohandatud optikaga NACO instrumenti. Ütleb Herv? Bouy, siinkirjeldatud tulemusi tutvustava paberi peamine autor: “NACO pakub võimalust töötada infrapunakiirguses ja sobib seetõttu ideaalselt ülikergete tähtede uurimiseks, mis kiirgavad suurema osa oma valgusest sellel lainepikkuse vahemikul. NACO ja VLT kõrge efektiivsuse ning Paranalil valitsevate suurepäraste atmosfääritingimuste kombinatsiooni abil saime saavutada selle binaarse tähesüsteemi väga teravaid pilte, peaaegu sama hea, kui teleskoop asuks kosmoses. ”
Ülilahe ja dieedil
Nende nelja-aastase pikkuse uuringu jooksul mõõdeti binaarsüsteemi kahe komponendi seitse erinevat suhtelist positsiooni ja Herv? Bouy ja tema töökaaslased suutsid täpse orbiidi täpsuse täpselt kindlaks teha. Nad leiavad, et kaks tähte keerlevad üksteise ümber kord iga 10 aasta tagant ja nende füüsiline eraldus on vaid 2,5 korda suurem Maa kaugusest Päikesest - nagu astronoomid ütlevad, 2,5 astronoomilist ühikut. Kepleri seadusi kasutades on süsteemi kogumassi arvutamine lihtne. Saadud väärtus on väiksem kui 15% Päikese massist.
Seejärel kasutasid astronoomid iga objekti fotomeetrilisi andmeid, mis saadi mitmes laineribas, samuti Hubble'i kosmoseteleskoobi abil saadud spektreid, et uurida kahte objekti üksikasjalikumalt. Kasutades Ecole Normale Sup? Reureure de Lyoni rühma uusimaid tähemudeleid, leidsid nad, et mõlemal tähel on pinnatemperatuur peaaegu sama, umbes 1500 ° C (1800 K). Tähe jaoks on see tõesti ülilahe - võrdluseks on Päikese pinnatemperatuur üle kolme korra kõrgem.
Teoreetilisi mudeleid kasutades leidis meeskond ka, et kaks tähte on üsna noored (astrofüüsikalises mõttes) - nende vanus on vaid 500–1000 miljonit aastat. Neist kahe massiivi mass on vahemikus 7,5–9,5% Päikese massist, samas kui tema kaaslase mass on vahemikus 5–7% Päikese massist.
Objekte, mis kaaluvad vähem kui umbes 7% meie päikesest, on erinevalt nimetatud „pruunideks kääbusteks”, „läbikukkunud tähtedeks” või „superplaneetideks”. Kuna nende sisemuses pole termiliste tuumareaktsioonide abil pidevat energiatootmist, sarnanevad paljud nende omadused rohkem meie enda päikesesüsteemi, näiteks Jupiteri hiiglaslike gaasiplaneetide kui Päikese sarnaste tähtedega.
Süsteem 2MASSW J0746425 + 2000321 koosneb seega nähtavasti pruunist kääbusest, kes tiirleb ümber pisut massiivsema ülilaheda kääbustähe. See on tõeline “Rosetta kivi” väikese massiga tähtede astrofüüsika uuel alal ja edasised uuringud annavad kindlasti rohkem väärtuslikku teavet nende objektide kohta tähtede ja planeetide vahelises üleminekutsoonis.
Algne allikas: ESO pressiteade
