Kuvan luotto: Kaksoset
Gemini-observatorion mukautuvan optiikkajärjestelmän ansiosta tähtitieteilijät ovat pystyneet havaitsemaan tähden kiertävän ruskean kääpiön vain kolme kertaa maapallon etäisyydestä aurinkoon. Tämä äskettäin löydetty pari, LHS 2397a, sijaitsee vain 46 valovuoden päässä maapallosta ja on lähinnä erillinen binaaritähti, joka on koskaan paljastunut. Havaijilla sijaitseva Kaksoset-kaukoputki on niin voimakas, että siinä käytetään joustavaa peiliä, joka estää maapallon ilmakehän aiheuttamia hämärtymiä.
Astronomit, jotka käyttävät adaptiivista optiikkateknologiaa Gemini-pohjoisen kaukoputkessa, ovat havainneet ruskean kääpiön kiertävän pienmassatähteen etäisyydellä, joka on verrattavissa vain kolminkertaiseen maapallon ja auringon väliseen etäisyyteen. Tämä on lähin etäisyys, joka on koskaan löytynyt tämän tyyppiselle binaarijärjestelmälle, joka käyttää suoraa kuvantamista.
Ennätysmäinen löytö on vain yksi kymmenestä kevyestä binaarijärjestelmästä, jota tutkittiin. Yhdessä ne tarjoavat uuden näkökulman tähtijärjestelmien muodostumiseen ja siihen, kuinka pienemmät ruumiit maailmankaikkeudessa (mukaan lukien suuret planeetat) voivat muodostua.
"Käyttämällä Geminin edistyneitä kuvantamisominaisuuksia pystyimme selkeästi ratkaisemaan tämän binaariparin, jossa etäisyys ruskean kääpiön ja sen vanhemman tähden välillä on vain noin kaksinkertainen Marsin etäisyyteen auringosta", kertoi jatko-opiskelija Melanie Freed. Arizonan yliopistossa Tucsonissa. Äskettäin tunnistettu ruskea kääpiö, jonka arvioidun massan arvioidaan olevan 38 - 70-kertainen Jupiterin massaan nähden, sijaitsee vain kolme kertaa aurinko-maa-etäisyys (tai 3,0 tähtitieteellistä yksikköä) sen emätähdestä. Tähti, joka tunnetaan nimellä LHS 2397a, on vain 46 valovuoden päässä Maasta. Tämän esineen liike taivaalla osoittaa, että se on vanha, erittäin vähämassainen tähti.
Aikaisempi kuvaustietue, joka oli lähinnä ruskean kääpiön ja sen vanhemman (paljon kirkkaampi, aurinkoa muistuttava tähti) välille, oli melkein viisi kertaa suurempi 14 AU: ssa. Yksi tähtitieteellinen yksikkö (AU) on keskimääräinen etäisyys maan ja auringon välillä tai noin 150 miljoonaa kilometriä (93 miljoonaa mailia).
Usein "epäonnistuneina tähtiä" kuvaavat ruskeat kääpiöt ovat suurempia kuin Jupiterin kaltaiset jättiläiset planeetat, mutta niiden yksittäiset massat ovat alle 8% Auringon massasta (75 Jupiterin massaa), joten ne eivät ole tarpeeksi massiivisia paistamaan kuin tähti. Ruskeita kääpiöitä tarkastellaan parhaiten infrapunassa, koska pinnan lämpö vapautuu, kun ne hidastuvat. Ruskeiden kääpiöparien havaitseminen 3 AU: n sisällä toisesta tähdestä on tärkeä askel kohti massiivisten planeettojen kuvantamista muiden tähtien ympärillä.
Tämä Arizonan yliopiston tiimi, jota johtaa Dr. Laird Close, käytti Gemini North-teleskooppia yksitoista muun pienmassamiehen löytämiseen, mikä viittaa siihen, että nämä pienimassalliset binaariparit voivat olla melko yleisiä. Niin monien pienipainoisten parien löytäminen oli yllätys, kun otetaan huomioon väite, jonka mukaan useimpien erittäin pienmassatähteiden ja ruskeiden kääpiöiden ajateltiin olevan yksin esineitä, jotka vaeltavat avaruudessa yksinään, kun heidät on poistettu tähtien taimitarhoistaan tähtien muodostumisprosessin aikana.
"Olemme suorittaneet ensimmäisen adaptiivisen optiikkapohjaisen tutkimuksen tähdistä, joilla on noin 1/10 auringon massasta, ja löysimme, että luonto ei syrji pienmassatähteitä tiukkojen binaaripaarien tekemisessä", avustaja Sulje tähtitieteen professori Arizonan yliopistossa. Tohtori Close on johtava kirjoittaja paperille, joka esiteltiin tänään Brown Dwarfs International Astronomical Union -symposiumissa Konassa, Havaijilla, ja hän on vähämassisten tähdetutkimusten päätutkija.
Ryhmä tarkasteli 64 pienmassatähteä (jotka alun perin tunnisti John Gizis Delawaren yliopistosta), jotka näyttivät olevan yksin tähtiä 2MASS: n all-sky infrapuna-tutkimuksen alemman resoluution kuvissa. Kun joukkue käytti adaptiivista optiikkaa Gemini-tilassa tehdä kuvia, jotka olivat kymmenen kertaa terävämpiä, kahdellatoista näistä tähtiä paljasti olevan läheisiä seuralaisia. Yllättäen Closein joukkue havaitsi, että pienen massan tähdet ja heidän kumppaninsa olivat etäisyyksillä huomattavasti odotettua pienemmät.
"Löydämme kumppaneita pienmassatähteisiin, jotka ovat tyypillisesti vain 4 AU ensisijaisista tähdestään, tämä on yllättävän lähellä toisiaan", sanoi ryhmän jäsen Nick Siegler, Arizonan yliopiston jatko-opiskelija. "Massiivisemmissa binääreissä on tyypilliset erottelut lähempänä 30 AU: ta, ja monet binäärit ovat tätä paljon leveämpiä." Uusien Kaksosien havainnot, Close sanoi, "tarkoittavat voimakkaasti, että pienmassatähteillä ei ole seuralaisia, jotka ovat kaukana alkukantaisistaan". Samankaltaisia tuloksia oli aikaisemmin löytänyt tohtori Eduardo L. Martinin johtama ryhmä Havaijin yliopiston tähtitieteen instituutista tehdyssä tutkimuksessa, joka koski 34 Hubble-avaruus teleskoopilla tehtyä 34 erittäin vähämassista tähteä ja ruskeaa kääpiötä Pleiades-klusterissa. Nämä kaksi tutkimusta yhdessä osoittavat selvästi, että ruskeista kääpiöistä on mielenkiintoinen puutos yli 20 AU: n etäisyyksillä erittäin pienimassatähdistä ja muista ruskeista kääpiöistä.
Joukkue arvioi, että jokaisella viidestä pienmassatähdistä on seuralainen, jonka etäisyys on alueella (3-200 AU). Tämän erottelualueen sisällä tähtitieteilijät ovat havainneet samanlaisen taajuuden massiivisemmista tähtikappaleista suurempien aurinkoa muistuttavien tähtien ympärillä.
Kokonaisuutena nämä uudet tulokset viittaavat siihen, että (toisin kuin teoriassa) pienmassat binaarit voivat muodostua prosessissa, joka on samanlainen kuin massiivisempien binaarien. Itse asiassa tämä havainto lisää muiden ryhmien todisteita siitä, että binaarijärjestelmien prosentuaalinen osuus on samanlainen kappaleissa, jotka ulottuvat yhdestä aurinkomassasta pieneen kuin 0,05 aurinkopainoon (tai 52 kertaa Jupiterin massaan). Esimerkiksi ryhmä, jota johtaa Neill Reid avaruusteleskoopin tiedeinstituutista ja Pennsylvanian yliopistosta, on tehnyt samanlaisen johtopäätöksen pienemmällä näytteellä, joka sisältää 20 vielä pienemmän massan tähtiä ja ruskeita kääpiöitä Hubble-avaruusteleskoopilla.
Se, että pienmassatähteillä on pienen massan ruskeita kääpiökavereita 5 AU: n sisällä, on myös yllättävää, koska päinvastainen pätee auringonkaltaisten tähtien ympärillä. Hyvin harvoilla auringonmuotoisilla tähtiillä on ruskeat kääpiökumppanit tällä etäisyydellä säteittäisnopeustutkimusten mukaan. "Tätä ruskeiden kääpiökavereiden puuttumista 5 AU: sta aurinkoa muistuttavista tähtiistä on kutsuttu" ruskeaksi kääpiöiden autiomaksi ", Close totesi. "Kuitenkin näemme, että pienmassatähteiden ympärillä ei todennäköisesti ole ruskeaa kääpiöiden autiomaa."
Nämä tulokset muodostavat tärkeitä rajoituksia teoreetikoille, jotka työskentelevät ymmärtämään, kuinka tähden massa vaikuttaa sen kanssa muodostuvien seuralaisten massaan ja etäisyyteen. "Kaikkien tarkkojen tähtien ja planeettojen muodostumisen mallien on toistettava nämä havainnot", Close sanoi.
Nämä havainnot olivat mahdollisia vain Havaijin yliopiston ainutlaatuisen herkän Hokupan adaptiivisen optiikan kuvantamisjärjestelmän ja Gemini-kaukoputkien teknisen suorituskyvyn yhdistelmän vuoksi. Hokupa-järjestelmän herkkyys johtuu tohtorin Francois Roddierin kehittämästä kaarevuuden aallonrinta-anturikonseptista. Adaptiivinen optiikka on yhä tärkeämpi tekniikka, joka eliminoi suurimman osan "epäselvyyksistä", jotka johtuvat maan ilmakehän turbulenssista (ts. Tähdet). Se tekee tämän säätämällä nopeasti erityisen pienemmän joustavan peilin muotoa vastaamaan paikallista turbulenssia perustuen reaaliaikaiseen palautteeseen peilin tukijärjestelmälle pienmassatähden havaintojen perusteella. Hokupa'a pystyy laskemaan yksittäisiä fotoneja (valon hiukkasia) ja voi siten terättää tarkasti jopa hyvin heikot (ts. Pienimassan) tähdet.
Läpinäkyvät adaptiiviset optiikkakuvat, jotka tehtiin 8-metrisen Gemini-teleskoopin avulla tässä tutkimuksessa, olivat kaksi kertaa niin teräviä kuin kuvat, jotka voidaan tehdä samalla aallonpituudella maata kiertävällä, 2,4 metrin Hubble-avaruusteleskoopilla. Ainoa laatuaan oleva maanalainen tutkimus, tämä työ vaati viisi yötä yli vuoden Hokupa-järjestelmän avulla Gemini Northissa.
On tärkeää huomata, että tässä käytetyt etäisyydet ovat taivaalla mitattuja. Todelliset kiertoradan erot voivat olla hiukan suuremmat, kun näiden binaarien koko kiertorata tiedetään tulevaisuudessa.
Muita tiederyhmän jäseniä ovat James Liebert (Stewardin observatorio, Arizonan yliopisto), Wolfgang Brandner (Euroopan eteläinen observatorio, Garching, Saksa) ja Eduardo Martin ja Dan Potter (tähtitieteen instituutti, Havaijin yliopisto).
Tässä ilmoitetut havainnot ovat osa jatkuvaa tutkimusta. Tutkimuksemme 20 ensimmäisen pienmassatähden alustavat tulokset on julkaistu The Astrophysical Journal Letters vol. 567 -sivun 567 sivun L53-L57 maaliskuun 1. päivänä 2002 julkaisussa.
Tiedotteeseen liittyvät kuvat ja piirrokset ovat saatavilla Internetissä osoitteessa http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Closeiin voi ottaa yhteyttä puhelinnumeroon 520 / 626-5992, [email suojattu], kun hän palaa toimistolleen 28. toukokuuta.
Tätä tutkimusta tukivat osittain Yhdysvaltain ilmavoimien tieteellinen tutkimustoimisto ja Arizonan yliopiston Steward-observatorio. Hokupa'aa tukevat Havaijin yliopiston adaptiivinen optikaryhmä ja National Science Foundation.
Gemini-observatorio on kansainvälinen yhteistyö, joka on rakentanut kaksi identtistä 8-metristä kaukoputkea. Teleskoopit sijaitsevat Mauna Keassa, Havaijilla (Pohjois-Kaksoset) ja Cerro Pach? Nissa Keski-Chilessä (Etelä-Kaksot), ja siten ne kattavat taivaan molemmat pallonpuoliskot. Molemmat kaukoputket sisältävät uuden tekniikan, jonka avulla suuret, suhteellisen ohuet peilit ovat aktiivisen ohjauksen alla kerätä ja tarkentaa sekä optista että infrapunasäteilyä avaruudesta.
Gemini-observatorio tarjoaa kunkin kumppanimaan tähtitieteellisille yhteisöille huipputekniset tähtitieteelliset palvelut, jotka jakavat tarkkailuajan suhteessa kunkin maan osallistumiseen. Taloudellisen tuen lisäksi kukin maa myöntää merkittäviä tieteellisiä ja teknisiä resursseja. Kansallisia tutkimuslaitoksia, jotka muodostavat Gemini-kumppanuuden, ovat: Yhdysvaltain kansallinen tiedesäätiö (NSF), Ison-Britannian 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 ja Tecnol? gico (CNPq). ). Observatorioa johtaa Astronomy, Inc. -yhtiön yliopistojen liitto (AURA) yhteistyösopimuksen nojalla NSF: n kanssa. NSF toimii myös kansainvälisen kumppanuuden toimeenpanovirastona.
Lisätietoja on Kaksoset-verkkosivustolla osoitteessa: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Alkuperäinen lähde: Gemini-lehdistötiedote
