צוות בינלאומי של אסטרונומים קבע במדויק את הרדיוס והמסה של הכוכב הקטן ביותר בוער עד כה.
התצפיות בוצעו במרץ 2004 באמצעות ספקטרוגרף רב-סיבי FLAMES בטלסקופ VLT Kueyen, 8.2 מ ', במצפה הכוכבים Paranal ESO (צ'ילה). הם חלק מתכנית גדולה שמטרתה למדוד מהירות רדיאלית מדויקת לששים כוכבים שלגביה התגלה "טבילה" בהירות זמנית במהלך סקר OGLE.
האסטרונומים מגלים שהטבילה שנראית בעקומת האור של הכוכב המכונה OGLE-TR-122 נגרמת על ידי בן לוויה כוכבי קטן מאוד, ומחלף את הכוכב הזה דמוי השמש אחת ל -7.3 יום.
בן לוויה זה כבד פי 96 מכוכב צדק אך גדול רק ב -16%. זו הפעם הראשונה שתצפיות ישירות מדגימות שכוכבים פחות מאסיביים ממסה השמש הם כמעט באותו גודל כמו כוכבי לכת ענקיים. עובדה זו תידרש, כמובן, לקחת בחשבון במהלך החיפוש הנוכחי אחר מעבר Exoplanets.
בנוסף, התצפיות עם הטלסקופ הגדול מאוד הביאו לגילוי של שבעה בינארות ליקוי חמה חדשות, המכילות כוכבים עם המונים מתחת לשליש ממסת השמש, בוננזה אמיתית לאסטרונומים.
סקר OGLE
כשעובר במקרה כוכב לכת מול כוכב האם שלו (כפי שנראה מכדור הארץ), הוא חוסם חלק קטן מאור הכוכב מהשקפתנו [1].
"מעברים פלנטריים" אלה מעניינים מאוד מכיוון שהם מאפשרים לאסטרונומים למדוד באופן ייחודי את המסה ואת רדיוס ה exoplanets. לפיכך נערכים סקרים שמנסים למצוא חתימות קלושות אלה של עולמות אחרים.
אחת מתוכניות אלה היא סקר OGLE אשר תוכנן במקור לגילוי אירועי מיקרולנס על ידי ניטור בהירות של מספר גדול מאוד של כוכבים לאורך פרקי זמן ממושכים. במהלך השנים האחרונות הוא כלל גם חיפוש אחר "טבילות" תקופתיות ורדודות מאוד בהירות הכוכבים, הנגרמת על ידי מעבר קבוע של חפצים קטנים המסתובבים (כוכבים קטנים, גמדים חומים [2] או כוכבי לכת בגודל יופיטר). צוות OGLE הודיע מאז על 177 "מועמדי מעבר פלנטריים" מתוך סקרם בכמה מאות אלפי כוכבים בשלושה שדות שמיים דרומיים, האחד לכיוון המרכז הגלקטי, אחר בתוך קבוצת הכוכבים בקרינה והשלישי בתוך קבוצות הכוכבים קנטאורוס / מוסקה.
עם זאת, ניתן לקבוע את טבעו של האובייקט המעבר רק על ידי תצפיות מהירות רדיאליות אחר כך של כוכב האם. גודל וריאציות המהירות (המשרעת) קשור ישירות למסת האובייקט המלווה ולכן מאפשר אפליה בין כוכבים וכוכבי לכת כגורם ל"טבול "הבהירות שנצפה.
בוננזה של כוכבים בעלי מסה נמוכה
צוות בינלאומי של אסטרונומים [3] עשה שימוש בטלסקופ VLT Kueyen, 8.2 מ ', לעבודה זו. כשהם מרוויחים מהיכולות המרביות של מתקן FLAMES / UVES המאפשר להשיג ספקטרום ברזולוציה גבוהה של עד 8 אובייקטים בו זמנית, הם בדקו 60 כוכבי מועמדי מעבר של OGLE, מודדים את המהירות הרדיאלית שלהם ברמת דיוק של כ -50 מ '/ ש [ 4].
התוכנית השאפתנית הזו הביאה עד כה לגילוי של חמישה Exoplanets מעבר חדש (ראה למשל, ESO PR 11/04 להכרזה על שניים כאלה).
מרבית המועמדים האחרים למעבר שזוהו על ידי OGLE התברר שהם בינארי של הליקוי, כלומר, ברוב המקרים שכיחים, כוכבים קטנים בעלי מסה נמוכה העוברים מול כוכב דמוי שמש. עושר נוסף זה של נתונים על כוכבים קטנים וקלים הוא בוננזה אמיתית עבור האסטרונומים.
הגבלת הקשר בין המיסה לרדיוס
כוכבים בעלי מסה נמוכה הם חפצים מעניינים במיוחד, גם מכיוון שהתנאים הפיזיים בפנים שלהם משותפים הרבה לאלה של כוכבי לכת ענקיים, כמו יופיטר במערכת השמש שלנו. יתרה מזאת, קביעה של גודל הכוכבים הקטנים ביותר מספקת מידע עקיף וחיוני על התנהגות החומר בתנאים קיצוניים [5].
עד לא מזמן נערכו מעט מאוד תצפיות ומעט היה ידוע על כוכבים בעלי מסה נמוכה. ברגע זה, ערכים מדויקים של הרדיוסים ידועים רק בארבעה כוכבים עם המונים הנמצאים פחות משליש ממסת השמש (ראו ESO PR 22/02 למדידות שנעשו באמצעות אינטרפרומטר טלסקופ גדול מאוד) ואף אחד מהם בכלל להמונים מתחת לשמינית ממסת השמש.
מצב זה משתנה כעת באופן דרמטי. אכן, תצפיות עם הטלסקופ הגדול מאוד הובילו עד כה לגילוי של שבעה בינארות ליקוי חמה חדשות, המכילות כוכבים עם המונים מתחת לשליש ממסת השמש.
מערכת תצפיות חדשה זו מכפילה כמעט את מספר הכוכבים בעלי המונים הנמוכים שעבורם ידועים רדיוסים והמונים מדויקים. ועוד יותר טוב - אחד הכוכבים האלה מתגלה כעת כקטן ביותר הידוע!
כוכבים בגודל פלנטה
הגנום הכוכב החדש שנמצא לאחרונה הוא בן לווייתו של OGLE-TR-122, כוכב נידח למדי בגלקסיית שביל החלב, הנראה לכיוון הכוכב הדרומי קרינה.
התוכנית של OGLE חשפה כי OGLE-TR-122 חווה טבילה בהירות של 1.5 אחוז אחת ל 7 ימים 6 שעות ו 27 דקות, כל פעם נמשכת קצת יותר משלוש שעות (בערך 188 דקות). מדידות ה- FLAMES / UVES, שנערכו במהלך 6 לילות במארס 2004, חושפות שונות של מהירות רדיאלית של תקופה זו עם משרעת של כ- 20 קמ"ש. זוהי חתימתו הברורה של כוכב בעל מסה נמוכה מאוד, קרוב לגבול שריפת המימן, המקיף את OGLE-TR-122. בן לוויה זה קיבל את השם OGLE-TR-122b.
כפי שמסביר פרנסיס באוצי מאסטרונומיק מארסיי פרובנס (צרפת): "בשילוב עם המידע שנאסף על ידי OGLE, הנתונים הספקטרוסקופיים שלנו מאפשרים לנו כעת לקבוע את טבעו של הכוכב המסיבי יותר במערכת, שנראה כאילו הוא סולארי- כמו".
לאחר מכן ניתן להשתמש במידע זה לקביעת המסה והרדיוס של המלווה הקטן בהרבה OGLE-TR-122b. אכן, העומק (ירידת הבהירות) של המעבר נותן הערכה ישירה של היחס בין הרדיוסים של שני הכוכבים, והמסלול הספקטרוסקופי מספק ערך ייחודי למסת הלוויה, ברגע שידוע המסה של הכוכב הגדול יותר. .
האסטרונומים מגלים כי OGLE-TR-122b שוקל אחד-עשר ממסת השמש ובעל קוטר שהוא רק שמינית מזה השמש. לפיכך, למרות שהכוכב עדיין מסיבי פי 96 מכפי שצדק, הוא רק גדול ב -16% מכוכב הענק הזה!
כוכב צפוף
"דמיין שאתה מוסיף 95 פעמים מסה משלה ליופיטר ובכל זאת בסופו של דבר עם כוכב שהוא רק מעט גדול יותר", מציע קלאודיו מלו מ- ESO וחבר בצוות האסטרונומים שעשה את המחקר. "האובייקט פשוט מתכווץ כדי לפנות מקום לעניין הנוסף, הופך להיות צפוף יותר ויותר."
הצפיפות של כוכב כזה היא יותר מפי 50 מצפיפות השמש.
"תוצאה זו מראה את קיומם של כוכבים שנראים בצורה מדהימה כמו כוכבי לכת, אפילו מקרוב", מדגיש פרדריק פונט ממצפה הכוכבים בז'נבה (שוויץ). "לא מוזר לדמיין שגם אם היינו מקבלים תמונות ממבחן חלל עתידי המתקרב לאובייקט כזה בטווח קרוב, לא יהיה קל להבחין אם זה כוכב או כוכב לכת?"
כמו כל הכוכבים, OGLE-TR-122b אכן מייצר אנרגיה בפנים שלה באמצעות תגובות גרעיניות. עם זאת, בגלל המסה הנמוכה שלו, ייצור האנרגיה הפנימית הזו הוא קטן מאוד, במיוחד בהשוואה לאנרגיה שמייצרת הכוכבת המלווה הדמויית השמש.
לא פחות בולטת היא העובדה כי לאקסופלטים המסתובבים קרוב מאוד לכוכב המארח שלהם, מה שמכונה "צדקנים חמים", יש רדיוסים העשויים להיות גדולים יותר מכוכב שנמצא לאחרונה. רדיוס Exoplanet HD209458b, למשל, גדול בכ- 30% מזה של צדק. לפיכך הוא גדול משמעותית מ- OGLE-TR-122b!
מסכות
לתגלית זו יש השלכות עמוקות גם על החיפוש המתמשך אחר exoplanets. תצפיות אלה מדגימות בבירור כי כמה עצמים מהממים יכולים להפיק בדיוק אותם אותות פוטומטריים (שינויי בהירות) כמו מעבר לכוכבי לכת דמויי צדק [6]. מה שכן, המחקר הנוכחי הראה שכוכבים כאלה אינם נדירים.
כוכבים כמו OGLE-TR-122b הם אם כן מתחפשים בקרב exoplanets ענקיים והטיפול החיצוני ביותר נדרש להבדיל אותם מבני דודיהם הפלנטריים. חשיפת כוכבים כה קטנים יכולה להיעשות רק בעזרת מדידות ספקטרליות ברזולוציה גבוהה עם הטלסקופים הגדולים ביותר. יש עוד עבודה לפני הטלסקופ הגדול מאוד!
עוד מידע
המידע הכלול בהודעה לעיתונות זו מבוסס על מאמר מחקרי שיופיע בקרוב כמכתב לעורך בכתב העת המחקר המוביל "אסטרונומיה ואסטרופיסיקה" ("כוכב מעבר בכוכב לכת סביב OGLE-TR-122" מאת F. פונט ואח '). העיתון זמין בפורמט PDF באתר A&A.
הערות
[1]: גמדים חומים, או "כוכבים שנכשלו", הם חפצים שהם מסיביים פי 75 יותר מצדק. הם קטנים מכדי שתהליכי היתוך גרעיני גדולים הציתו את חלקם הפנימי.
[2]: הרדיוס של כוכב לכת בגודל יופיטר קטן פי עשרה מזה של כוכב מסוג השמש, כלומר הוא מכסה כ- 1/100 משטח הכוכב ומכאן הוא חוסם בערך 1% מהאור הכוכב במהלך המעבר.
[3]: הצוות מורכב מפרד? ריק פונט, ראש עיריית מישל, דידייה קלוז וסנט פיין אודרי ממצפה הכוכבים בז'נבה בשוויץ, קלאודיו מלו מ- ESO-צ'ילה, פרן אושי ב Observatoire Astronomique Marseille Provence בצרפת. ונונו סנטוס מהמצפה האסטרונומי של ליסבון, פורטוגל.
[4]: זה מסתכם במדידת מהירות של 180 קמ"ש. לשם השוואה, תנועת השמש המושרה על ידי יופיטר היא כ -13 מ '/ ש' או 47 קמ"ש. תנועה זו פרופורציונאלית למסת כדור הארץ והיא פרופורציונאלית להפך לשורש הריבועי של מרחקו מהכוכב.
[5]: עבור כוכב רגיל כמו השמש שהחומר שלו מתנהג כמו גז מושלם, גודל הכוכבים הוא ביחס למסה. עם זאת, עבור כוכבים בעלי מסה נמוכה, השפעות קוונטיות הופכות לחשובות והחומר הכוכב הופך ל"נוון ", ומתנגד לדחיסה הרבה יותר מאשר גז מושלם. לגבי חפצים בעלי מסה הנמוכה מ 75- ממסת יופיטר, כלומר גמדים חומים, העניין מנוון לחלוטין וגודלם אינו תלוי במסה.
[6]: שימו לב כי עצם מעבר מרוחק - כוכב או כוכב לכת - יפיק תמיד "טבילה" בהירה, בהירה ככל שהיא עצמה. לפני המעבר ואחריו, הבהירות המוקלטת שווה לסכום בהירות הכוכב המרכזי לזה של האובייקט המקיף. במהלך המעבר, הבהירות המוקלטת היא סכום זה מינוס האור שנפלט על ידי אותו חלק של הכוכב המרכזי שהוסתר.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
