Mednarodna skupina astronomov je natančno določila polmer in maso najmanjše doslej znane zvezde.
Opazovanja so bila izvedena marca 2004 z večplastičnim spektrografom FLAMES na 8,2-metrskem teleskopu VLT Kueyen v observatoriju ESO Paranal (Čile). So del velikega programa, namenjenega merjenju natančnih radialnih hitrosti za šestdeset zvezd, za katere je bilo med raziskavo OGLE zaznano začasno „padanje“ svetlosti.
Astronomi ugotovijo, da potop v svetlobni krivulji zvezde, znani kot OGLE-TR-122, povzroči zelo majhen zvezdni spremljevalec, ki soncu podobno zvezdo pomrzne enkrat na 7,3 dni.
Ta spremljevalec je 96-krat težji od planeta Jupiter, le 16% večji. Prvič, ko neposredna opazovanja dokazujejo, da so zvezde, ki so manj masne od 1/10 sončne mase, skoraj enake velikosti kot orjaški planeti. To dejstvo bo treba očitno upoštevati med trenutnim iskanjem tranzitov eksoplanetov.
Poleg tega so opažanja z zelo velikim teleskopom pripeljala do odkritja sedmih novih pomračilnih dvojišč, ki skrivajo zvezde z maso, ki je manjša od ene tretjine Sončeve mase, pravi astronomi.
Anketa OGLE
Ko se zgodi, da planet mine pred matično zvezdo (kot je razvidno z Zemlje), z našega pogleda blokira majhen del svetlobe zvezde [1].
Ti "planetarni tranziti" so zelo zanimivi, saj astronomom omogočajo, da na edinstven način izmerijo maso in polmer eksoplanetov. Zato poteka več raziskav, ki poskušajo najti te šibke podpise drugih svetov.
Eden od teh programov je raziskava OGLE, ki je bila prvotno zasnovana za odkrivanje dogodkov mikrolesenja s spremljanjem svetlosti zelo velikega števila zvezd v daljših časovnih intervalih. V preteklih letih je vključeval tudi iskanje periodičnih, zelo plitvih "potopov" v svetlosti zvezd, ki jih je povzročil redni tranzit majhnih krožnih predmetov (majhne zvezde, rjavi pritlikavci [2] ali planeti velikosti Jupiter). Skupina OGLE je od takrat napovedala 177 "planetarnih tranzitnih kandidatov" iz njihove raziskave nekaj sto tisoč zvezd na treh južnih nebesnih poljih, ena v smeri Galaktičnega centra, druga v ozvezdju Carina in tretja v ozvezdju Centaurus / Musca.
Narava tranzitnega predmeta pa se lahko ugotovi le z naknadnimi opazovanji matične zvezde z radialno hitrostjo. Velikost nihanj hitrosti (amplituda) je neposredno povezana z maso spremljevalnega predmeta in zato omogoča razlikovanje med zvezdami in planeti kot vzrokom opazitve svetlosti.
Bonanza zvezd z nizko maso
Za to delo je mednarodna skupina astronomov [3] uporabila 8,2-metrski teleskop VLT Kueyen. Dobiček iz multipleksne zmogljivosti naprave FLAMES / UVES, ki omogoča pridobivanje spektrov visoke ločljivosti do 8 predmetov hkrati, so si ogledali 60 tranzicijskih zvezd OGLE in merili njihove radialne hitrosti z natančnostjo približno 50 m / s [ 4].
Ta ambiciozen program je do zdaj odkril pet novih tranzitnih eksoplanetov (glej npr. ESO PR 11/04 za napoved dveh teh).
Večina drugih tranzitnih kandidatov, ki jih je določil OGLE, se je izkazalo, da so dvojne dvojice, torej v večini primerov običajne, majhne in majhne zvezde, ki gredo pred sončno podobno zvezdo. To dodatno bogastvo podatkov o majhnih in lahkih zvezdah je resnično bogastvo astronomom.
Omejevanje odnosa med maso in polmerom
Zvezde z nizko maso so izjemno zanimivi predmeti tudi zato, ker imajo fizične razmere v njihovi notranjosti veliko skupnega z razmerami velikanskih planetov, kot je Jupiter v našem osončju. Poleg tega določitev velikosti najmanjših zvezd zagotavlja posredne, ključne informacije o obnašanju snovi v ekstremnih pogojih [5].
Do nedavnega je bilo izvedenih zelo malo opazk in o zvezdah z majhno maso je bilo malo znanega. V tem trenutku so natančne vrednosti polmerov znane le za štiri zvezde z maso, manjšo od ene tretjine Sončeve mase (prim. ESO PR 22/02 za meritve, opravljene z zelo velikim teleskopskim interferometrom) in sploh nobene za mase pod osmino sončne mase.
Ta položaj se zdaj močno spreminja. Dejansko so opažanja z zelo velikim teleskopom doslej pripeljala do odkritja sedmih novih črnih dvobarvnic, ki skrivajo zvezde z maso pod tretjino mase Sonca.
Ta novi sklop opazovanj tako skoraj potroji število zvezd z nizko maso, za katere so znani natančni polmeri in mase. In še bolje - ena od teh zvezd se zdaj izkaže za najmanjšo znano!
Zvezde dimenzij planetov
Na novo najdeni zvezdni gnome je spremljevalec OGLE-TR-122, precej oddaljene zvezde v galaksiji Mlečna pot, gledano v smeri južne konstelacije Carina.
Program OGLE je razkril, da OGLE-TR-122 doživi 1,5-odstotno zmanjšanje svetlosti enkrat na 7 dni 6 ur in 27 minut, pri čemer vsakič traja nekaj več kot 3 ure (približno 188 min). Meritve FLAMES / UVES, opravljene v 6 noči marca 2004, kažejo razlike v radialni hitrosti tega obdobja z amplitudo približno 20 km / s. To je jasen podpis zvezde z nizko maso, blizu meje zgorevanja vodika, ki kroži okoli OGLE-TR-122. Ta spremljevalec je prejel ime OGLE-TR-122b.
Kot pojasnjuje Francois Bouchy iz Observatoire Astronomique Marseille Provence (Francija): „V kombinaciji z informacijami, ki jih je zbral OGLE, nam naši spektroskopski podatki zdaj omogočajo določitev narave bolj masivne zvezde v sistemu, ki se zdi sončna oz. všeč «.
Te podatke lahko nato uporabimo za določitev mase in polmera veliko manjšega spremljevalca OGLE-TR-122b. Dejansko globina (zmanjšanje svetlosti) tranzita daje neposredno oceno razmerja med polmeroma dveh zvezd, spektroskopska orbita pa daje edinstveno vrednost mase spremljevalca, ko je znana masa večje zvezde .
Astronomi ugotovijo, da OGLE-TR-122b tehta eno enajstino mase Sonca in ima premer, ki je le ena osmina sončnega. Čeprav je zvezda še vedno 96-krat večja kot Jupiter, je le 16% večja od tega orjaškega planeta!
Gosta zvezda
"Predstavljajte si, da Jupitru dodate 95-kratno lastno maso in kljub temu na koncu dobite zvezdo, ki je le nekoliko večja," predlaga Claudio Melo iz ESO-ja in član ekipe astronomov, ki je naredil študijo. "Predmet se le skrči, da bo prostor za dodatno zadevo postal vedno bolj gost."
Gostota take zvezde je več kot 50-krat večja od gostote Sonca.
"Ta rezultat kaže na obstoj zvezd, ki so videti čudovito kot planeti, tudi od blizu," poudarja Frederic Pont iz Ženevskega observatorija (Švica). "Ali ni čudno predstavljati, da tudi če bi prejemali slike iz bodoče vesoljske sonde, ki se približa takšnemu objektu v neposredni bližini, ne bi bilo enostavno razbrati, ali gre za zvezdo ali planet?"
Kot vse zvezde, OGLE-TR-122b v svoji notranjosti proizvaja resnično energijo z jedrskimi reakcijami. Vendar je ta majhna proizvodnja energije zaradi svoje majhne mase zelo majhna, še posebej v primerjavi z energijo, ki jo proizvaja sončna podobna spremljevalna zvezda.
Nič manj presenetljivega ni dejstvo, da imajo eksoplaneti, ki krožijo zelo blizu svoje gostiteljske zvezde, tako imenovanih "vročih Jupitrov", polmerov, ki so lahko večji od novo najdene zvezde. Polmer eksoplaneta HD209458b je na primer za približno 30% večji kot pri Jupiterju. Tako je bistveno večji od OGLE-TR-122b!
Maskerji
To odkritje ima tudi velike posledice za nenehno iskanje eksoplanetov. Ta opažanja jasno kažejo, da lahko nekateri zvezdni predmeti oddajajo natanko enake fotometrične signale (spremembe svetlosti) kot tranzitni planeti, podobni Jupiterju [6]. Poleg tega je ta študija pokazala, da takšne zvezde niso redke.
Zvezde, kot je OGLE-TR-122b, so tako zamaskirane med velikanske eksoplanete in potrebna je skrajna previdnost, da jih ločimo od njihovih planetarnih bratrancev. Odkrivanje tako majhnih zvezd je mogoče samo z nadaljnjimi spektralnimi meritvami z visoko ločljivostjo z največjimi teleskopi. Za zelo velik teleskop je še veliko dela!
Več informacij
Informacije, ki jih vsebuje to sporočilo za javnost, temeljijo na raziskovalnem članku, ki se bo kmalu pojavil kot Pismo uredniku v vodilni raziskovalni reviji "Astronomy & Astrophysics" ("Tranzitna zvezda velikosti planeta okoli OGLE-TR-122" F. Pont in sod.). Dokument je na voljo v PDF obliki na spletni strani A&A.
Opombe
[1]: Rjavi palčki ali "propadle zvezde" so predmeti, ki so do 75-krat bolj masivni kot Jupiter. Premajhni so, da bi se v njeni notranjosti vžgali večji postopki jedrske fuzije.
[2]: Polmer planeta velikosti Jupiter je približno 10-krat manjši od zvezde sončnega tipa, tj. Pokriva približno 1/100 površine te zvezde in tako blokira približno 1% zvezdne svetlobe med tranzitom.
[3]: Ekipo sestavljajo fradhant Pont, Michel župan, Didier Queloz in St? Phane Udry Ženevskega observatorija v Švici, Claudio Melo iz ESO-Čile, Fran? Ois Bouchy na Observatoire Astronomique Marseille Provence v Franciji in Nuno Santos iz Lizbonskega astronomskega observatorija, Portugalska.
[4]: To pomeni merjenje hitrosti 180 km / h. Za primerjavo, gibanje Sonca, ki ga povzroča Jupiter, je približno 13 m / s ali 47 km / h. To gibanje je sorazmerno z maso planeta in obratno sorazmerno s kvadratnim korenom njegove oddaljenosti od zvezde.
[5]: Za normalno zvezdo, kot je Sonce, ki se materija obnaša kot popoln plin, je velikost zvezde sorazmerna z maso. Za zvezde z majhno maso pa postanejo pomembni kvantni učinki in zvezdna snov postane "degenerirana", ki se upira kompresiji veliko bolj kot popoln plin. Pri predmetih, katerih masa je pod 75-kratno maso Jupitra, to je rjavi pritlikavec, je zadeva popolnoma degenerirana in njihova velikost ni odvisna od mase.
[6]: Upoštevajte, da bo oddaljeni prehodni objekt - zvezda ali planet - vedno ustvarjal svetlobni „potop“, ne glede na to, kako svetel je sam. Pred tranzitom in po njem je zabeležena svetlost enaka vsoti svetlosti osrednje zvezde in svetlobnega predmeta orbite. Med tranzitom je zabeležena svetlost ta vsota, zmanjšana za svetlobo, ki jo oddaja osrednji del osrednje zvezde.
Izvirni vir: ESO News Release
