Çok Büyük Teleskopa takılan güçlü yeni yüksek kontrastlı kamera sayesinde, bir yıldıza çok yakın düşük kütleli bir arkadaştan fotoğraflar elde edildi. Bu, gökbilimcilerin ilk kez genç, çok düşük kütleli bir nesnenin kütlesini doğrudan ölçmelerine izin verdi.
Ev sahibi yıldızdan 100 kat daha sönük olan nesne, Jüpiter'den 93 kat daha büyük. Ve teorinin öngördüğünden neredeyse iki kat daha ağır görünüyor.
Dolayısıyla bu keşif, modeldeki hatalar nedeniyle, gökbilimcilerin genç “kahverengi cüceler” ve “serbest yüzer” ekstrasolar gezegenlerin sayısını fazla tahmin etmiş olabileceğini düşündürmektedir.
Kazanan bir kombinasyon
Bir yıldız birçok parametre ile karakterize edilebilir. Ama biri son derece önemlidir: kütlesi. Kaderine karar verecek bir yıldızın kütlesi. Bu nedenle, gökbilimcilerin bu parametrenin kesin bir ölçüsünü elde etmeye istekli olması şaşırtıcı değildir.
Ancak bu, özellikle en az masif olanlar için, yıldızlar ve kahverengi cüce nesneler arasındaki sınırda olanlar için kolay bir iş değildir. Kahverengi cüceler veya "başarısız yıldızlar", Jüpiter'den 75 kat daha büyük, büyük nükleer füzyon işlemlerinin içlerinde tutuşması için çok küçük nesnelerdir.
Bir yıldızın kütlesini belirlemek için, gökbilimciler genellikle yıldızların ikili sistemdeki hareketine bakarlar. Ve sonra, Ay'ın mesafesini ve uydusunun bir tam yörüngeyi (“Kepler’in Üçüncü Yasası” olarak adlandırılan) tamamlaması için geçen zamanı bilerek Dünya'nın kütlesini belirlemeye izin veren aynı yöntemi uygulayın. Aynı şekilde, Dünya-Güneş mesafesini ve zamanı - bir yıl - Güneş'in etrafında bir tur yapmak için gezegenimizi de alarak Güneş kütlesini ölçtüler.
Düşük kütleli nesnelerle ilgili sorun, çok soluk olmaları ve yörüngelendikleri daha parlak yıldızın parıltısında, ayrıca büyük teleskoplarda görüntülendiğinde gizlenmeleri.
Ancak gökbilimciler bu zorluğun üstesinden gelmenin yollarını buldular. Bunun için, iyi düşünülmüş bir gözlem stratejisinin son teknoloji araçlarla bir kombinasyonuna güveniyorlar.
Yüksek kontrastlı kamera
Birincisi, çok düşük kütleli nesneler arayan gökbilimciler yakındaki genç yıldızlara bakarlar çünkü düşük kütleli eşlik eden nesneler, gençleştiklerinde, küçülmeden ve soğumadan önce en parlak olacaktır.
Bu özel durumda, Laird Close (Arizona Üniversitesi Steward Gözlemevi) liderliğindeki uluslararası bir gökbilimciler ekibi [1] AB Doradus A (AB Dor A) yıldızını inceledi. Bu yıldız yaklaşık 48 ışıkyılı uzaklıkta ve “sadece” 50 milyon yaşında. AB Dor A'nın gökyüzündeki pozisyon, yıldız benzeri bir cismin kütleçekiminden dolayı “sallanıyor”, 1990'ların başından beri AB Dor A'nın düşük kütle arkadaşı olması gerektiğine inanılıyordu.
Bu yoldaşın fotoğrafını çekmek ve bu konuda kapsamlı bir veri kümesi elde etmek için Close ve meslektaşları Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskopunda yeni bir enstrüman kullandılar. Bu yeni yüksek kontrastlı adaptif optik kamera, NACO Eşzamanlı Diferansiyel Görüntüleyici veya NACO SDI [2], özellikle Laird Close ve Rainer Lenzen (Almanya'nın Heidelberg'deki Max-Planck-Astronomi Enstitüsü) ekstra güneşdışı gezegenleri avlamak için geliştirildi. SDI kamera, VLT ve adaptif optik sisteminin, birincil yıldızın parıltısında normalde kaybolacak zayıf yoldaşları tespit etme yeteneğini geliştirir.
Bir dünya prömiyeri
Şubat 2004'te bu kamerayı AB Dor A'ya çevirerek, ilk kez yıldızından 120 kat daha sönük - ve yıldızının yakınında - çok soluk bir yol arkadaşı hayal edebildiler.
Ekibin üyesi Markus Hartung (ESO) şunları söylüyor: “Bu dünya prömiyeri sadece NACO SDI enstrümanının VLT'deki benzersiz yetenekleri nedeniyle mümkün oldu. Aslında, Hubble Uzay Teleskobu denendi, ancak çok zayıf ve birincil yıldızın parlamasına çok yakın olduğu için arkadaşı tespit edemedi. ”
Yıldız ile soluk yol arasındaki (0.156 yays) küçük mesafe, 20 km uzakta görüldüğünde bir Euro madalyonun (2.3 cm) genişliği ile aynıdır. AB Dor C olarak adlandırılan arkadaş, Dünya ve Güneş arasındaki ortalama mesafenin 2,3 katında görüldü. 11.75 yıl içinde ana yıldızının etrafında oldukça eksantrik bir yörüngede bir döngüyü tamamlar.
Astronomlar, yıldızın tam yerini kullanarak, yıldızın bilinen "sallantısı" ile birlikte, arkadaşın kütlesini doğru bir şekilde belirleyebilirler. Nesne, yakın birincil yıldızından 100 kat daha sönük, konak yıldızının kütlesinin onda birine sahiptir, yani Jüpiter'den 93 kat daha büyüktür. Dolayısıyla kahverengi cüce sınırının biraz üzerindedir.
VLT üzerinde NACO kullanarak, gökbilimciler ayrıca sıcaklığını ve parlaklığını ölçmek için AB Dor C'yi yakın kızılötesi dalga boylarında gözlemlediler.
“Yoldaşın 400 derece (Santigrat) daha soğuk ve en son modellerin bu kütlenin bir nesnesi için öngördüğünden 2.5 kat daha soluk olduğunu görünce şaşırdık,” dedi Close.
“Teori, bu düşük kütleli, serin nesnenin yaklaşık 50 Jüpiter kütlesi olacağını öngörüyor. Ancak teori yanlış: bu nesne gerçekten 88 ila 98 Jüpiter kütlesi arasında. ”
Bu nedenle, bu yeni bulgular kahverengi cüce nüfusu ve yaygın olarak halka açık “serbest yüzen” ekstrasolar gezegenlerin olası varlığı hakkındaki mevcut fikirleri sorgulamaktadır.
Aslında, şimdiye kadar kahverengi cüceler olarak tanımlanan genç nesneler, düşünülenin iki katı kadar büyükse, birçoğu düşük kütleli yıldızlar olmak zorundadır. Ve son zamanlarda “serbest yüzen” gezegenler olarak tanımlanan nesnelerin de düşük kütleli kahverengi cüceler olması muhtemeldir.
Close ve meslektaşları için, “bu keşif, gökbilimcileri doğada üretilen en küçük nesnelerin kütlelerinin gerçekte ne olduğunu yeniden düşünmeye zorlayacaktır.”
Daha fazla bilgi
Burada sunulan çalışma, 20 Ocak Nature sayısında bir Mektup olarak ortaya çıkmıştır (L. Close ve ark. Tarafından “Çok düşük yıldız kütleleri ve genç yaşlarda kütle-parlaklık ilişkisinin dinamik bir kalibrasyonu”).
notlar
[1]: Ekip Laird M. Close, Eric Nielsen, Eric E. Mamajek ve Beth Biller (Steward Gözlemevi, Arizona Üniversitesi, Tucson, ABD), Rainer Lenzen ve Wolfgang Brandner (Max-Planck Astronomi Enstitüsü, Heidelberg, Almanya), Jose C. Guirado (Valencia Üniversitesi, İspanya) ve Markus Hartung ve Chris Lidman (ESO-Şili).
[2]: NACO SDI kamera, son derece net görüntüler üretmek için Dünya atmosferinin bulanıklaştırma etkilerini ortadan kaldıran, uyarlanabilir optik kullanan benzersiz bir kamera türüdür. SDI, ışığı tek bir yıldızdan dört özdeş görüntüye ayırır, sonra ortaya çıkan ışınları hafifçe farklı dört (metan duyarlı) filtreden geçirir. Filtrelenen ışık ışınları kameranın dedektör dizisine çarptığında, gökbilimciler görüntüleri çıkarabilir, böylece parlak yıldız kaybolur, böylece yıldızın dağınık ışık hale ("parlama") içinde gizlenmiş daha sönük, daha serin bir nesne ortaya çıkar. Daha önce NACO SDI ile elde edilen Satürn uydusu Titan'ın benzersiz görüntüleri ESO PR 09/04'te yayınlandı.
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
