Tähtitieteilijät, jotka käyttävät Gemini North- ja Keck II-teleskooppeja, ovat kääntyneet väkivaltaisen binaaritähtijärjestelmän sisäpuolelle huomatakseen, että yksi vuorovaikutuksessa olevista tähtiistä on menettänyt niin paljon massaa kumppanilleen, että se on regressoitunut outoon, inerttiin kappaleeseen, joka muistuttaa tuntematonta tähtityyppiä.
Koska kuollut tähti, joka ei kykene ylläpitämään ydinfuusiaa ytimessä ja joka on tuomittu kiertoradalle paljon energisemmän valkoisen kääpiöpartnerin kanssa miljoonien vuosien ajan, on kuollut tähti pohjimmiltaan uusi, määrittelemätön tyyppinen tähtikohde.
"Kuten romanttinen suhde vahingoittuneeseen kumppaniin liittyvässä klassisessa linjassa, pienempi avunantaja tähti antoi ja antoi ja antoi vielä jotain, kunnes sillä ei ollut mitään jäljellä antaa", sanoo Wisconsin-Indiana-Yale-tähtitieteilijä Steve B. Howell. -NOAO (WIYN) kaukoputki ja National Optical Astronomy Observatory, Tucson, AZ. ”Nyt luovuttaja tähti on päätynyt umpikujaan - se on aivan liian massiivinen, jotta sitä voidaan pitää superplaneetana, sen koostumus ei vastaa tunnettuja ruskeita kääpiöitä, ja se on aivan liian alhaisella massalla tähtiä varten. Sellaisessa objektissa ei ole todellista luokkaa esineelle. "
Binaarijärjestelmä, joka tunnetaan nimellä EF Eridanus (lyhennettynä EF Eri), sijaitsee 300 valovuoden päässä Maasta Eridanuksen tähdistössä. EF Eri koostuu heikosta valkoisesta kääpiötähdistä, jolla on noin 60 prosenttia auringon massasta, ja tuntemattoman tyyppisestä luovutusobjektista, jonka arvioitu osuus on vain 1/20 aurinkomassasta.
Howell ja Thomas E. Harrison New Mexico State Universitystä suorittivat tarkkoja infrapunamittauksia binaaritähtijärjestelmään käyttämällä lähellä olevaa infrapunakuvaajaa (NIRI) spektrografisilla ominaisuuksilla Gemini North -kaukoputkella ja NIRSPEC Keck II: llä sekä Mauna Keassa joulukuussa. 2002 ja syyskuu 2003, vastaavasti. Tukevia havaintoja tehtiin 2,1 metrin kaukoputkella Kitt Peakin kansallisessa observatoriossa lähellä Tucsonia syyskuussa 2002.
EF Eri on eräänlainen binaarinen tähtijärjestelmä, jota kutsutaan magneettisiksi kataklysmisiksi muuttujiksi. Tämä järjestelmäluokka saattaa tuottaa paljon enemmän näistä "kuolleista" esineistä kuin tutkijat ovat tajunneet, kertoo löytökirjan kirjoittaja Harrison, joka julkaistaan Astrophysical Journal -lehden 20. lokakuuta. "Tämän tyyppisiä järjestelmiä ei yleensä oteta huomioon tyypillisen galaksin tavanomaisten tähtijärjestelmien väestölaskennan lukuissa", Harrison sanoo. "Niitä tulisi varmasti harkita tarkemmin."
EF Eri -valkoinen kääpiö on pakattu, palanut jäännös aurinko-tyyppisestä tähdestä, joka on nyt suunnilleen sama halkaisijaltaan kuin Maa, vaikka se emittoi edelleen runsaasti määriä näkyvää valoa. Howell ja Harrison havaitsivat EF Erin infrapunassa, koska parin infrapunavalossa dominoivat luonnollisesti lämpö ja pidemmät aallonpituudet toissijaisesta esineestä.
Tieteellinen etsivätyö tämän binaarijärjestelmän komponenttien päättelemiseksi vaikeutui huomattavasti syklotronisäteilyltä, joka vapautui vapaina elektroneina spiraalina valkoisen kääpiön voimakkaiden magneettikenttäviivojen alapuolella. Valkoisen kääpiön magneettikenttä on noin 14 miljoonaa kertaa voimakkaampi kuin Auringon. Tuloksena oleva syklotronisäteily emittoidaan pääasiassa spektrin infrapunassa.
”Alkuperäisessä EF Eri -spektroskopiassamme havaitsimme, että jotkut infrapuna jatkuvan valon osista tulivat noin 2–3 kertaa kirkkaammiksi tietyn ajanjakson ajan, sitten hävisivät. Tämä kirkastaminen toisti jokaisen kiertoradan, ja siten sen piti olla lähtökohta binäärissä ”, Howell selittää. ”Ajattelimme ensin, että vaaleuden muutos johtui luovutusobjektin kuumennetun pinnan ja viileämmän puolen eroista, mutta Geminin ja Keckin kanssa tehdyt lisähavainnot osoittivat sen sijaan syklotronisäteilyä. "Näemme" tämän ylimääräisen infrapunakomponentin vaiheissa, jotka tapahtuvat, kun säteilyä säteilytetään suuntaan, emmekä näe sitä, kun säteily osoittaa muihin suuntiin. "
Kahden esineen 81 minuutin kiertorata oli todennäköisesti neljä tai viisi tuntia, kun massansiirtoprosessi alkoi noin viisi miljardia vuotta sitten. Alun perin toissijainen esine on saattanut olla kooltaan samanlainen kuin aurinko, ehkä 50–100 prosenttia aurinkomassasta.
"Kun tämä vuorovaikutteinen massansiirtoprosessi toissijaisesta tähdestä valkoiseen kääpiöön alkaa ja miksi se pysähtyi, molemmat ovat meille tuntemattomia", Howell sanoo. Tämän prosessin aikana toistuvat purkaukset ja nova-räjähdykset olivat erittäin todennäköisiä. Prosessin fysiikka aiheutti myös kahden objektin spiraalin lähemmäksi toisiaan. Nykyään kaksi esinettä kiertävät toisiaan suunnilleen samalla etäisyydellä kuin etäisyys maasta Kuuhun. Luovutusobjekti on regressioitunut vartaloon, jonka halkaisija on suunnilleen sama kuin Jupiter-planeetta.
Gemini-8- ja Keck-10-metristen kaukoputkien ja niiden suurten ensiöpeilien yhdistetty havaintovoima, jotka olivat välttämättömiä tutkimukselle, Howell sanoo, tekee selväksi, että luovuttajan spektrit ja sen koostumus eivät vastaa mitään tunnettua tyyppiä ruskea kääpiö tai planeetta.
Georgian Derek Homeier -yliopisto loi sarjan tietokonemalleja, jotka yrittävät toistaa olosuhteet EF Erissä, mutta edes parhaat niistä eivät vastaa toisiaan.
Spektrien muoto viittaa erittäin viileään esineeseen (noin 1 700 Kelvin-astetta, vastaten viileää ruskeaa kääpiötä), mutta niillä ei ole samoja yksityiskohtaisia muotoja tai tärkeimpiä ominaisuuksia ruskeissa kääpiöspektrissä. Tyylikkäimmät normaalit tähdet (erittäin pienimassat M-tyyppiset tähdet) ovat noin 2500 astetta K ja Jupiterit ovat 124 astetta K. Läheisten ”kuumien Jupiterien” eksoplaneettojen, jotka muut tähtitieteilijät ovat havainneet epäsuorasti käyttämällä niiden painovoimaa vanhemmilleensa, arvioidaan olla 1000 - 1 600 astetta K.
On pieni mahdollisuus, että EF Eri -järjestelmä olisi voinut alun perin koostua nykypäivän valkoisen kääpiötähden esivanhemmasta ja jonkinlaisesta ”superplaneetasta”, joka selvisi valkoisen kääpiön evoluutiosta johtaen nyt havaittuun järjestelmään, mutta tätä pidetään epätodennäköisenä.
"Siellä on noin 15 muuta tunnettua binaarijärjestelmää, jotka saattavat olla samanlaisia kuin EF Eri, mutta yhtäkään ei ole tutkittu tarpeeksi kertoakseen", Howell sanoo. "Työskentelemme parhaillaan joihinkin niistä ja yritämme parantaa mallejamme vastaamaan paremmin infrapunaspektriä."
Tämän EF Eri -lehden kirjoittajat ovat Paula Szkody Seattlessa sijaitsevasta Washingtonin yliopistosta ja Joni Johnson ja Heather Osborne New Mexico Statestä.
WIYN-3,5 metrin kaukoputki sijaitsee Kitt Peakin kansallisessa observatoriossa, 55 mailia lounaaseen Tucsonista, AZ. Kitt Peakin kansallinen observatorio on osa kansallista optisen tähtitieteen observatorioa, jota hallinnoi tähtitieteen tutkimuksen yliopistojen yhdistys (AURA), Inc., yhteistyösopimuksen kanssa National Science Foundationin (NSF) kanssa.
Gemini-observatorion kumppanuutta muodostaviin kansallisiin tutkimusjärjestöihin kuuluvat: Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF), Yhdistyneen kuningaskunnan hiukkasfysiikan ja tähtitieteen tutkimusneuvosto (PPARC), Kanadan kansallinen tutkimusneuvosto (NRC), Chilen komitea? N Nacional de Investigaci ? n C Scientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Australian tutkimusneuvosto (ARC), Argentiinan Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) ja Brasilian Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico ( CNPq). Observatoriaa johtaa AURA yhteistyösopimuksen nojalla NSF: n kanssa.
The W.M. Keckin observatorioa johtaa Kalifornian tähtitieteen tutkimusjärjestö (CARA), Kalifornian teknillisen instituutin, Kalifornian yliopiston ja kansallisen ilmailu- ja avaruushallinnon tieteellinen kumppanuus.
Alkuperäinen lähde: Gemini-lehdistötiedote
