Credit imagine: Gemeni
Datorită sistemului optic adaptiv al observatorului Gemeni, astronomii au reușit să observe un pitic maron orbitând pe o stea doar de trei ori distanța Pământului până la Soare. Această pereche recent descoperită, LHS 2397a, este situată la doar 46 de ani lumină de Pământ și este cea mai apropiată separare a unei stele binare descoperite vreodată. Telescopul Gemenilor cu sediul în Hawaii este atât de puternic, deoarece folosește o oglindă flexibilă care contracarează estomparea provocată de atmosfera Pământului.
Astronomii care folosesc tehnologia opticii adaptive de pe Telescopul Gemenilor de Nord au observat un pitic maron orbitând pe o stea cu masă scăzută, la o distanță comparabilă cu doar trei ori distanța dintre Pământ și Soare. Aceasta este distanța cea mai apropiată de separare găsită vreodată pentru acest tip de sistem binar folosind imagini directe.
Rezultatul înregistrării este doar unul dintre duzini de sisteme binare ușoare observate în studiu. Împreună, acestea oferă o nouă perspectivă asupra formării sistemelor stelare și a modului în care s-ar putea forma corpuri mai mici din Univers (inclusiv planete mari).
„Folosind capabilitățile avansate de imagini ale Gemenilor, am reușit să rezolvăm în mod clar această pereche binară în care distanța dintre piticul maro și steaua sa mamă este doar aproximativ de două ori distanța de Marte de la Soare”, a spus Melanie Freed, o echipă absolvită la Universitatea din Arizona din Tucson. Cu o masă estimată de 38-70 de ori mai mare decât Jupiter, piticul brun nou identificat este situat doar de trei ori distanța Soare-Pământ (sau 3.0 Unități astronomice) față de steaua sa mamă. Steaua, cunoscută sub numele de LHS 2397a, se află la doar 46 de ani lumină de Pământ. Mișcarea acestui obiect pe cer indică faptul că este o stea veche, cu masă foarte mică.
Înregistrarea imagistică anterioară pentru cea mai apropiată distanță între un pitic brun și părintele său (o stea mult mai strălucitoare, asemănătoare Soarelui) a fost de aproape cinci ori mai mare la 14 AU. O unitate astronomică (AU) este egală cu distanța medie între Pământ și Soare sau aproximativ 150 de milioane de kilometri (93 de milioane de mile).
Adesea înfățișate ca „stele eșuate”, piticele brune sunt mai mari decât planetele uriașe ca Jupiter, dar masele lor individuale sunt sub 8% din masa Soarelui (75 mase Jupiter), deci nu sunt suficient de masive pentru a străluci ca o stea. Piticele brune sunt vizualizate cel mai bine în infraroșu, deoarece căldura de suprafață este eliberată pe măsură ce se contractă încet. Detectarea însoțitorilor pitici bruni în 3 UA de o altă stea este un pas important spre imagistica planetelor masive în jurul altor stele.
Această echipă a Universității din Arizona, condusă de Dr. Laird Close, a folosit Telescopul Gemenilor de Nord pentru a detecta alți unsprezece tovarăși de masă mică, ceea ce sugerează că aceste perechi binare de masă mică pot fi destul de frecvente. Descoperirea a atâtor perechi de masă joasă a fost o surpriză, având în vedere argumentul potrivit căruia majoritatea stelelor de masă foarte joasă și a piticilor bruni erau gândite a fi obiecte solo care rătăcesc deși spațiu singure, după ce au fost exprimate din pepinierele lor stelare în timpul procesului de formare a stelelor.
„Am finalizat primul sondaj adaptativ bazat pe optică asupra stelelor cu aproximativ 1/10 din masa Soarelui și am constatat că natura nu face discriminări împotriva stelelor cu masă scăzută când vine vorba de realizarea unor perechi binare strânse”, a spus Close, un asistent profesor de astronomie la Universitatea din Arizona. Dr. Close este autorul principal al unei lucrări prezentate astăzi la Simpozionul Uniunii Astronomice Internaționale Brown Dwarfs din Kona, Hawaii, iar el este principalul investigator al sondajului cu stele reduse.
Echipa s-a uitat la 64 de stele cu masă scăzută (identificate inițial de John Gizis de la Universitatea din Delaware) care păreau a fi stele solo în imagini cu rezoluție mai mică din sondajul cu infraroșu all-2MASS. Odată ce echipa a folosit optică adaptivă pe Gemeni pentru a face imagini de zece ori mai clare, doisprezece dintre aceste stele au fost dezvăluite că au însoțitori apropiați. Surprinzător, echipa lui Close a constatat că distanțele de separare între stelele cu masă mică și însoțitorii lor au fost semnificativ mai mici decât se așteptau.
„Găsim însoțitori la stele cu masă scăzută, de obicei, sunt doar 4 UA din stelele lor primare, acest lucru este surprinzător de strâns împreună”, a declarat Nick Siegler, membru al echipei, un student absolvent al Universității din Arizona. „Binarele mai masive au separații tipice mai apropiate de 30 UA, iar multe binare sunt mult mai largi decât acesta.” Noile observații ale Gemenilor, Close a spus, „implică cu tărie faptul că stelele cu masă scăzută nu au însoțitori care sunt departe de primarele lor.” Rezultate similare au fost găsite anterior de o echipă condusă de dr. Eduardo L. Martin, de la Institutul de Astronomie al Universității din Hawaii, într-un sondaj efectuat asupra a 34 de stele cu masă foarte mică și pitici maronii din clusterul Pleiades, realizat cu Telescopul Spațial Hubble. Aceste două sondaje demonstrează în mod clar că există o lipsă intrigantă de pitici bruni la despărțiri mai mari de 20 UA de stele cu masă foarte mică și de alte pitici brune.
Echipa proiectează că una din fiecare cinci stele cu masă scăzută are un însoțitor cu o separare în interval (3-200 AU). În acest interval de separare, astronomii au observat o frecvență similară a însoțitorilor stelari mult mai masivi din jurul stelelor mai mari asemănătoare Soarelui.
În general, aceste noi rezultate sugerează că (contrar teoriei), binarele cu masă redusă se pot forma într-un proces similar cu cel al binarelor mai masive. Într-adevăr, această constatare se adaugă la creșterea dovezilor de la alte grupuri că procentul sistemelor binare este similar pentru corpurile care acoperă intervalul de la o masă solară până la 0,05 mase solare (sau de 52 de ori masa lui Jupiter). De exemplu, un grup condus de Neill Reid de la Institutul de Știință al Telescopului Spațial și de la Universitatea din Pennsylvania a ajuns la o concluzie similară cu un eșantion mai mic de 20 de stele chiar de masă inferioară și pitici maro observate cu telescopul spațial Hubble.
Faptul că stelele de masă scăzută au însoțitori de pitici maro de masă mică în interiorul 5 UA este de asemenea surprinzător, deoarece exact exact opusul este valabil în jurul stelelor asemănătoare Soarelui. Foarte puține stele asemănătoare Soarelui au însoțitori pitici maro în această distanță, conform studiilor de viteză radială. „Această lipsă de însoțitori pitici maronii din cele cinci UA ale stelelor asemănătoare Soarelui a fost numită„ deșertul pitic brun ”, a remarcat Close. „Cu toate acestea, vedem că nu există un deșert pitic maroniu în jurul stelelor cu masă scăzută.”
Aceste rezultate formează constrângeri importante pentru teoreticienii care lucrează pentru a înțelege modul în care masa unei stele afectează masa și distanța de separare a însoțitorilor care se formează cu ea. „Orice model precis de formare a stelelor și planetei trebuie să reproducă aceste observații”, a spus Close.
Aceste observații au fost posibile numai datorită combinației dintre sistemul de imagistică optică adaptativă Hokupa de la Universitatea din Hawaii și sensibilitatea unică a performanței tehnice a telescoapelor Gemeni. Sensibilitatea sistemului Hokupa se datorează conceptului de depunere a undelor de curbură dezvoltat de Dr. Francois Roddier. Optica adaptivă este o tehnologie din ce în ce mai crucială, care elimină cea mai mare parte a „neclarității” cauzată de turbulențele din atmosfera Pământului (adică sclipirea stelelor). Face acest lucru prin ajustarea rapidă a formei unei oglinzi speciale, mai mici și flexibile, pentru a se potrivi cu turbulențele locale, pe baza feedbackului în timp real către sistemul de asistență al oglinzii, din observațiile stelei cu masă scăzută. Hokupa poate număra fotoni individuali (particule de lumină) și poate ascuți cu exactitate chiar și stele foarte slabe (adică, cu masă scăzută).
Imaginile optice adaptive cu infraroșu aproape realizate de telescopul Gemini de 8 metri în acest sondaj au fost de două ori mai ascuțite decât cele care pot fi realizate la aceleași lungimi de undă prin Telescopul Hubble, de 2,4 metri, orbitând pe Pământ. Singurul sondaj bazat pe sol de acest gen, această lucrare a necesitat cinci nopți pe parcursul unui an cu sistemul Hokupa din Gemenii de Nord.
Este important de reținut că distanțele utilizate aici sunt măsurate pe cer. Separațiile orbitale reale pot fi puțin mai mari odată ce orbita completă a acestor binare este cunoscută în viitor.
Alți membri ai echipei științifice includ James Liebert (Steward Observatory, Universitatea din Arizona), Wolfgang Brandner (European Southern Observatory, Garching, Germania) și Eduardo Martin și Dan Potter (Institutul pentru Astronomie, Universitatea din Hawaii).
Observațiile raportate aici fac parte dintr-un sondaj în curs. Rezultatele inițiale ale primelor 20 de stele cu masă scăzută ale sondajului nostru au fost publicate în numărul 1 martie 2002 al The Astrophysical Journal Letters vol 567 Pagini L53-L57.
Imaginile și ilustrațiile legate de acest comunicat de știri sunt disponibile pe internet la adresa: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close poate fi contactat la 520 / 626-5992, [email protected], după ce se întoarce la biroul său pe 28 mai.
Acest sondaj a fost susținut în parte de Biroul de cercetare științifică al Forțelor Aeriene din SUA și de Observatorul Steward al Universității din Arizona. Hokupa’a este susținută de Grupul de Optică Adaptivă al Universității din Hawaii și de Fundația Națională a Științei.
Observatorul Gemeni este o colaborare internațională care a construit două telescoape identice de 8 metri. Telescoapele sunt situate la Mauna Kea, Hawaii (Gemeni Nord) și Cerro Pach? N în centrul Chile (Gemeni Sud) și, prin urmare, oferă o acoperire completă a ambelor emisfere ale cerului. Ambele telescoape încorporează noi tehnologii care permit oglinzilor mari, relativ subțiri, sub control activ, să colecteze și să concentreze atât radiațiile optice cât și radiațiile infraroșii din spațiu.
Observatorul Gemeni oferă comunităților astronomice din fiecare țară parteneră dotări astronomice de ultimă generație care alocă timp de observare proporțional cu contribuția fiecărei țări. Pe lângă sprijinul financiar, fiecare țară contribuie, de asemenea, cu resurse științifice și tehnice semnificative. Agențiile naționale de cercetare care formează parteneriatul Gemeni includ: Fundația Națională a Științei a SUA (NSF), Consiliul de Cercetare a Fizicii Particolelor și Astronomiei din Marea Britanie (PPARC), Consiliul Național de Cercetare al Canadei (CNR), Comisia Națională din Chile de Investigaci? n Cientificați și Tehnologici (CONICYT), Australian Research Council (ARC), Consiliul Național de Cercetări din Argentina Cientificări și tehnici (CONICET) și Conselho brazilian Nacional de Dezvoltare Cient? fico și Tecnol? gico (CNPq ). Observatorul este gestionat de Asociația Universităților de Cercetare în Astronomie, Inc. (AURA) în baza unui acord de cooperare cu NSF. NSF servește, de asemenea, ca agenție executivă pentru parteneriatul internațional.
Pentru mai multe informații, consultați site-ul Gemeni la adresa: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Sursa originală: Comunicat de presă Gemeni
