Pildikrediit: Kaksikud
Tänu Kaksikute observatooriumi adaptiivsele optikasüsteemile on astronoomid suutnud märgata tähe tiirlevat pruuni kääbust vaid kolm korda rohkem kui Maa kaugus Päikesest. See äsja avastatud paar, LHS 2397a, asub Maast vaid 46 valgusaasta kaugusel ja on lähim kunagi katteta kahendtähe eraldus. Hawaiil asuv Kaksikute teleskoop on nii võimas, kuna see kasutab elastset peeglit, mis on vastu Maa atmosfääri põhjustatud hägustumisele.
Gemini Põhja teleskoobis kohanduvat optikatehnoloogiat kasutavad astronoomid on täheldanud pruuni kääpi, kes tiirleb ümber väikese massiga tähe, kaugusest, mis on võrreldav Maa ja Päikese vahelise kaugusega vaid kolm korda. See on lähim eralduskaugus, mis seda tüüpi binaarsüsteemi jaoks on otsest pildistamist kasutades leitud.
Rekordiline leid on vaid üks tosinast uuringus täheldatud tosinast kerge binaarsüsteemist. Need koos pakuvad uut vaadet tähesüsteemide moodustumisele ja sellele, kuidas Universumi väiksemad kehad (sealhulgas suured planeedid) võivad moodustuda.
"Kasutades Kaksikute täiustatud pildistamisvõimalusi, suutsime selle binaarpaari selgelt lahendada, kus pruuni kääbuse ja tema vanema tähe vaheline kaugus on vaid umbes kaks korda suurem kui Marsi kaugusel Päikesest," ütles meeskonna liige Melanie Freed, abiturient Tucsoni Arizona ülikoolis. Hinnanguliselt 38–70-kordse Jupiteri massiga asub äsja tuvastatud pruun kääbus vaid kolm korda Päikese-Maa kaugusest (ehk 3,0 astronoomilist ühikut) tema lähtetähest. Täht, tuntud kui LHS 2397a, asub Maast vaid 46 valgusaasta kaugusel. Selle objekti liikumine taevas näitab, et see on vana, väga väikese massiga täht.
Eelmine pildistamise rekord pruuni kääbuse ja tema vanema (palju heledam, Päikesesarnane täht) lähima vahemaa kohta oli 14 AU juures viis korda suurem. Üks astronoomiline ühik (AU) võrdub Maa ja Päikese vahelise keskmise vahemaaga ehk umbes 150 miljoni kilomeetri (93 miljoni miili) vahel.
Sageli kujutatakse neid "ebaõnnestunud tähtedena", kui pruunid kääbused on sellised hiiglaslikud planeedid nagu Jupiter, kuid nende individuaalsed massid on vähem kui 8% Päikese massist (75 Jupiteri massi), nii et need pole piisavalt massiivsed, et särada nagu täht. Pruune kääbuseid saab kõige paremini vaadata infrapunaühenduses, kuna pinna soojus eraldub aeglaselt kokkutõmbumisel. Pruunide kääbuskaaslaste tuvastamine 3 AU kaugusel teisest tähest on oluline samm massiivsete planeetide kuvamiseks teiste tähtede ümber.
See Arizona ülikooli meeskond, mida juhtis dr Laird Close, kasutas Gemini põhja teleskoopi veel üheteistkümne teise väikese massiga kaaslase tuvastamiseks, viidates sellele, et need väikese massiga binaarsed paarid võivad olla üsna tavalised. Nii paljude väikese massiga paaride avastamine oli üllatus, arvestades väidet, et enamik väga väikese massiga tähti ja pruune kääpi arvati olevat soolobjektid, mis eksisteerivad ainuüksi kosmoses pärast seda, kui nad tähe moodustamise ajal oma tähelistest puukoolidest välja visati.
"Oleme lõpetanud esimese adaptiivse optikapõhise uuringu tähtede kohta, mille mass moodustab umbes 1/10 Päikese massist, ja leidsime, et loodus ei diskrimineeri väikese massiga tähti tähtede moodustamisel tihedate binaarsete paaride moodustamiseks," ütles abiline Close Arizona ülikooli astronoomiaprofessor. Dr Close on juhtiv autor täna Hawaiil Konas Konas Brown Dwarfs rahvusvahelise astronoomiaühingu sümpoosionil esitletud paberil ja ta on väikese massiga täheuuringu peamine uurija.
Meeskond vaatas 64 madala massiga tähte (algselt tuvastas John Gizis Delaware ülikoolist), mis 2MASS-i kõigi taevaste infrapuna-uuringute madalama eraldusvõimega piltidel näisid olevat soolotähed. Kui meeskond kasutas Kaksikute jaoks adaptiivset optikat, et teha kümme korda teravamat pilti, selgus, et kaheteistkümnel neist tähtedest on lähedased kaaslased. Üllatavalt leidis Close'i meeskond, et väikese massiga tähtede ja nende kaaslaste vahelised vahemaad olid oodatust oluliselt väiksemad.
"Leiame, et väikese massiga tähtede kaaslased asuvad tavaliselt vaid 4 AU nende peamistest tähtedest, see on üllatavalt lähestikku," ütles meeskonna liige Nick Siegler, Arizona ülikooli magistrant. "Massiivsemate kahendkoodide tüüpiline eraldamine on lähemal 30 AU-le ja paljud binaarfailid on sellest palju laiemad." Uued Kaksikute tähelepanekud, ütles Close, "tähendavad kindlalt, et väikese massiga tähtedel pole kaaslasi, mis oleksid nende ürgsetest kaugel." Sarnaseid tulemusi oli varem leidnud Hawaii Ülikooli astronoomiainstituudi dr Eduardo L. Martini juhitud meeskond Hubble'i kosmoseteleskoobi abil läbi viidud uuringus 34 väga väikese massiga tähe ja pruunide kääbuste kohta Plejaadide klastris. Need kaks uuringut näitavad üheselt, et pruunide kääbuste puudus on eraldustel, mis on suuremad kui 20 AU väga väikese massiga tähtedest ja muudest pruunidest kääbustest.
Meeskond ennustab, et igal viies väikese massiga tähel on kaaslane, kelle eraldusvahemik on vahemikus (3-200 AU). Selles eraldusvahemikus on astronoomid täheldanud massiivsemate tähekaaslaste sarnast sagedust suuremate Päikesesarnaste tähtede ümber.
Need uued tulemused tervikuna viitavad sellele, et (vastupidiselt teooriale) võivad väikese massiga binaarsed moodustuda protsessis, mis sarnaneb massiivsemate kahendkoodidega. Tõepoolest, see leid lisab üha uusi tõendeid teiste rühmade kohta, et binaarsüsteemide protsent on sarnane kehade puhul, mis ulatuvad ühest päikese massist kuni 0,05 päikesemassi (või 52 korda Jupiteri massist). Näiteks on kosmoseteleskoobi teadusinstituudi ja Pennsylvania ülikooli Neill Reidi juhitud grupp jõudnud Hubble'i kosmoseteleskoobi abil väiksema 20 veelgi väiksema massiga tähe ja pruunide kääbuste väiksema prooviga sarnasele järeldusele.
Üllatav on ka asjaolu, et väikese massiga tähtedel on 5 AU sees väikese massiga pruunid kääbus-kaaslased, sest Päikese-sarnaste tähtede ümber on täpselt vastupidine. Radiaalse kiiruse uuringute kohaselt on väga vähestel Päikesesarnastel tähtedel pruunid kääbuskaaslased sellel kaugusel. "Seda pruunide kääbusekaaslaste puudumist 5 AÜ päikesesarnastest tähtedest on nimetatud" pruunide kääbuste kõrbeks "," märkis Close. "Siiski näeme, et väikese massiga tähtede ümber pole pruuni kääbuse kõrbe."
Need tulemused seavad olulisi piiranguid teoreetikutele, kes töötavad selle nimel, et mõista, kuidas tähe mass mõjutab koos sellega moodustavate kaaslaste massi ja eralduskaugust. "Kõik tähe ja planeedi moodustumise täpsed mudelid peavad neid tähelepanekuid kordama," ütles Close.
Need tähelepanekud olid võimalikud ainult Hawaii ülikooli ainulaadse tundlikkusega Hokupa adaptiivse optika pildisüsteemi ja Gemini teleskoopide tehnilise jõudluse kombinatsiooni tõttu. Hokupa süsteemi tundlikkus on tingitud dr Francois Roddieri välja töötatud kumeruse lainefrondi tundmise kontseptsioonist. Adaptiivne optika on üha olulisemaks muutuv tehnoloogia, mis kõrvaldab suurema osa Maa atmosfääri turbulentsist põhjustatud hägustumisest (st tähtede tõmbamisest). See teeb seda, kohandades kiiresti spetsiaalse väiksema elastse peegli kuju, et see vastaks kohalikule turbulentsile, tuginedes peegli tugisüsteemile reaalajas tagasisidele väikese massiga tähe vaatluste põhjal. Hokupa'a suudab loendada üksikuid footoneid (valguse osakesi) ja nii saab see teritada täpselt isegi väga nõrku (st väikese massiga) tähti.
Selles uuringus 8-meetrise Kaksikute teleskoobi tehtud ligipääs infrapunakiirgusele kohandatud optikapildid olid kaks korda teravamad kui need, mida saab teha Maakera tiirleva, 2,4-meetrise Hubble'i kosmoseteleskoobi sama lainepikkusega. Ainus omalaadne maapealne uuring, see töö nõudis Hempa Põhja süsteemis Hokupa süsteemi abil viis ööd ühe aasta jooksul.
Oluline on märkida, et siin kasutatavad kaugused on mõõdetud taevas. Reaalsed orbitaaljaotused võivad olla pisut suuremad, kui tulevikus on teada nende binaaride täielik orbiit.
Teiste teadusrühma liikmete hulka kuuluvad James Liebert (Stewardi observatoorium, Arizona ülikool), Wolfgang Brandner (Euroopa Lõuna observatoorium, Garching, Saksamaa) ning Eduardo Martin ja Dan Potter (Hawaii ülikooli astronoomiainstituut).
Siin esitatud tähelepanekud on osa käimasolevast uuringust. Meie küsitluse kahekümne esimese väikese massiga tähe esialgsed tulemused on avaldatud ajakirja The Astrophysical Journal Letters vol 567 lehekülgede L53-L57 1. märtsi 2002. aasta numbris.
Selle pressiteatega seotud pildid ja illustratsioonid on saadaval Internetis aadressil: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Closeiga saab ühendust numbril 520 / 626-5992 (e-posti aadress on kaitstud) pärast seda, kui ta naaseb oma kabinetti 28. mail.
Seda uuringut toetasid osaliselt USA õhuväe teadusuuringute büroo ja Arizona ülikooli korrapidamise vaatluskeskus. Hokupa’at toetavad Hawaii ülikooli adaptiivse optika töörühm ja riiklik teaduse sihtasutus.
Kaksikute vaatluskeskus on rahvusvaheline koostöö, mis on ehitanud kaks identset 8-meetrist teleskoopi. Teleskoobid asuvad Mauna Keas, Hawaiil (Põhja-Kaksikud) ja Cerro Pach? N-is Tšiili keskosas (Lõuna-Kaksikud) ja pakuvad seega taeva mõlemat poolkera täielikult. Mõlemad teleskoobid sisaldavad uusi tehnoloogiaid, mis võimaldavad aktiivse juhtimise all suuri, suhteliselt õhukesi peegleid koguda ja fokuseerida nii optilist kui ka infrapunakiirgust kosmosest.
Kaksikute vaatluskeskus pakub igas partnerriigis astronoomilistele kogukondadele tipptasemel astronoomilisi vahendeid, mis eraldavad vaatlusaega proportsionaalselt iga riigi panusega. Lisaks rahalisele toetusele panustab iga riik ka märkimisväärseid teaduslikke ja tehnilisi ressursse. Kaksikute partnerlust moodustavate riiklike teadusagentuuride hulka kuuluvad: USA Riiklik Teadusfond (NSF), Suurbritannia osakestefüüsika ja astronoomia teadusnõukogu (PPARC), Kanada Riiklik Teadusagentuur (NRC), Tšiili Comisi? N Nacional de Investigaci? n C Scientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Austraalia Teadusnõukogu (ARC), Argentiina Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) ja Brasiilia Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico ja Tecnol? gico (CNPq) ). Vaatluskeskust haldab NSF-iga sõlmitud koostöölepingu alusel astronoomia teadusuuringute ülikoolide liit (AURA). NSF on ka rahvusvahelise partnerluse täitevasutus.
Lisateavet leiate Kaksikute veebisaidilt aadressil: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Algne allikas: Kaksikute pressiteade
