Kreditna slika: ESO
Mednarodna ekipa astronomov je z zelo velikim teleskopom ESO na Paranalu in kompletom zemeljskih in vesoljskih teleskopov v štiriletni študiji prvič izmerila maso ultra kul zvezde in njenega spremljevalca rjave pritlikavke . Dve zvezdi tvorita binarni sistem in se orbitirata v približno 10 letih.
Skupina je dobila skoraj ločljive infrardeče slike z visoko ločljivostjo; na terenu so s prilagodljivimi optičnimi tehnikami premagali zamegljeni učinek prizemnega ozračja. Z natančnim določanjem orbite, ki je projicirana na nebo, so astronomi lahko izmerili skupno maso zvezd. Dodatni podatki in primerjava z zvezdnimi modeli nato prinesejo maso vseh komponent.
Težji od dveh zvezd ima maso okoli 8,5% Sončeve mase, njen rjavi pritlikavec pa je še lažji, le 6% sončne mase. Oba predmeta sta razmeroma mlada s starostjo približno 500-1.000 milijonov let.
Ta opažanja predstavljajo odločilen korak k še vedno manjkajoči kalibraciji zvezdnih evolucijskih modelov za zvezde z zelo majhno maso.
Zvezdica telefonske številke
Čeprav so astronomi našli več sto zvezd z nizko maso in rjavimi pritlikavkami, temeljne lastnosti teh skrajnih predmetov, kot so mase in površinske temperature, še vedno niso dobro znane. V kozmičnem živalskem vrtu te ultra-hladne zvezde predstavljajo razred "vmesnih" predmetov med velikanskimi planeti - kot je Jupiter - in "normalnimi" zvezdami, ki so manj masivni od našega Sonca, zato je njihovo razumevanje ključnega pomena za področje zvezdne astrofizike .
Težava teh ultra-hladnih zvezd je, da v nasprotju z običajnimi zvezdami, ki gorijo vodik v svojem osrednjem jedru, med svetilnostjo zvezde in njeno maso ni nobenega enotnega razmerja. Pravzaprav so svetilnosti in površinske temperature ultra hladnih pritlikavih zvezd odvisne tako od njihove starosti kot od njihove mase. Starejši, nekoliko bolj masiven ultra hladen pritlikavec ima tako lahko popolnoma enako temperaturo kot mlajši, manj masiven.
Zato je osnovni cilj sodobne astrofizike, da neodvisno pridobi mase ultra hladne pritlikave zvezde. To je načeloma mogoče s preučevanjem takih predmetov, ki so člani v binarnem sistemu.
To je točno tisto, kar je mednarodna ekipa astronomov zdaj storila v štiriletni študiji binarnega zvezdnega sistema z ultra hladno pritlikavo zvezdo z uporabo množice vrhunskih teleskopskih naprav, vključno z zelo velikim teleskopom ESO, pa tudi Keck Jaz in Gemini North na Havajih ter tudi vesoljski teleskop Hubble. Ta sistem - z imenom telefonske številke 2MASSW J0746425 + 2000321 - se nahaja na razdalji 40 svetlobnih let.
Astronomi so s slikanjem z visoko kotno ločljivostjo videli obe zvezdi v binarnem sistemu in izmerili njihovo gibanje v štiriletnem obdobju. Vendar je to lažje reči kot storiti, saj je ločitev na nebu med dvema zvezdama precej majhna: med 0,13 in 0,22 arcsec. To ustreza velikosti kovanca za 1 evro, gledano na razdalji približno 25 km.
Ta ločitev je tako majhna, da običajno ni mogoče razlikovati obeh zvezd zaradi zamegljenega učinka atmosferske turbulence ("videnje"). Zato je treba uporabiti tehniko prilagodljive optike. Ta čudovita metoda temelji na merjenju kakovosti slike v realnem času in pošiljanju ustreznih korektivnih signalov do 100-krat vsako sekundo na majhno deformabilno ogledalo, nameščeno pred detektorjem. Ker ogledalo nenehno spreminja svojo obliko, se moteč učinek turbulence nevtralizira. Uporabljena na VLT, je ta tehnika povzročila slike, ki so vsaj desetkrat ostrejše od videnja in zato kažejo veliko več podrobnosti v opazovanih predmetih.
Na zelo velikem teleskopu so astronomi uporabili najsodobnejši instrument NACO za prilagodljivo optiko. Pravi Herv? Bouy, glavni avtor prispevka, ki je predstavil rezultate, opisane tukaj: "NACO ponuja možnost delovanja v infrardeči povezavi in je zato primeren za preučevanje ultra-hladnih zvezd, ki oddajajo večino svoje svetlobe v tem območju valovnih dolžin. S kombinacijo visokega izkoristka NACO in VLT ter odličnih atmosferskih razmer, ki vladajo v Paranalu, smo lahko dosegli zelo ostre slike tega binarnega zvezdnega sistema, skoraj tako dobre, kot če bi bil teleskop nameščen v vesolju. "
Zelo kul in na dieti
Med njuno štiriletno študijo so izmerili sedem različnih relativnih položajev obeh komponent binarnega sistema in Herv? Bouy in njegovi sodelavci so lahko z dobro natančnostjo določili zvezdne orbite. Ugotovijo, da se dve zvezdi vrtita okoli sebe enkrat na 10 let in da je njihova fizična ločitev le 2,5-krat večja oddaljenost Zemlje do Sonca - kot pravijo astronomi, 2,5 astronomske enote. Z uporabo Keplerjevih zakonov je potem enostavno izpeljati celotno maso sistema. Dobljena vrednost je manjša od 15% mase Sonca.
Nato so astronomi uporabili fotometrične podatke vsake zvezde, pridobljene v več valovnih pasovih, ter spektre, dobljene s Hubblovim vesoljskim teleskopom, da bi podrobneje preučili oba predmeta. S pomočjo najnovejših zvezdnih modelov skupine Ecole Normale Sup? Rieure de Lyon so ugotovili, da imata obe zvezdi približno enako površinsko temperaturo, okoli 1500 ° C (1800 K). Za zvezdo je to res zelo kul - za primerjavo, sončna temperatura na površini je več kot trikrat višja.
S pomočjo teoretičnih modelov je skupina tudi ugotovila, da sta dve zvezdi precej mladi (v astrofizičnem smislu) - njihova starost je le med 500 in 1.000 milijonov let. Masivnejša od obeh ima maso med 7,5 in 9,5% mase Sonca, medtem ko ima njen spremljevalec maso med 5 in 7% sončne mase.
Predmete, ki tehtajo manj kot približno 7% našega Sonca, so različno imenovali "rjavi palčki", "neuspele zvezde" ali "super planeti". Dejansko, ker nimajo stalne proizvodnje energije s toplotno jedrskimi reakcijami v svoji notranjosti, so številne njihove lastnosti bolj podobne lastnostim velikanskih plinskih planetov v našem lastnem osončju, kot je Jupiter, kot zvezdam, kot je Sonce.
Sistem 2MASSW J0746425 + 2000321 je očitno sestavljen iz rjavega pritlikavca, ki obkroža nekoliko bolj masivno ultra-hladno pritlikavo zvezdo. To je pravi "kamen rozete" na novem področju zvezdne astrofizike z nizko maso in nadaljnje študije bodo zagotovo zagotovile bolj dragocene informacije o teh objektih v prehodnem območju med zvezdami in planeti.
Izvirni vir: ESO News Release
