איור אמן של זוג בינארי גמד חום. לחץ להגדלה.
אחת המשימות הקשות ביותר עבור אסטרונומים היא להבין עד כמה עצמים רחוקים מסיביים הם. טלסקופ החלל האבל עזר לאסטרונומים למדוד את המסה של זוג גמדים חומים - כוכבים כושלים - בזמן שהם מקיפים זה את זה. גמד אחד הוא פי 55 מהמסה של צדק, והשני הוא 35 פעמים מהמסה. כל אחד מהם צריך להיות פי 80 מהמסה של צדק לפני שיהיה להם מספיק מסה כדי להצית תגובה של היתוך.
לראשונה הצליחו האסטרונומים לשקול זוג גמדים בינאריים ולמדוד במדויק את קוטרם. מדידות מדויקות מסוג זה אינן אפשריות כאשר מתבוננים בגמד חום יחיד.
מכיוון שמסלוליהם נוטים זה לזה לכדור הארץ, הגמדים עוברים זה מול זה ויוצרים ליקוי חמה. זהו הבינארי החום הראשון עם גמדי הליקוי שהתגלה אי פעם. הזוג מציע הזדמנות יוצאת דופן לקביעת מדויק של המוני וקוטר הגמדים, ומספק בדיקות מכריעות של דגמים תיאורטיים.
גמד חום הוא מעמד ביניים מעט מובן של אובייקט שמימי שהוא קטן מכדי לקיים תגובות של היתוך מימן, כמו אלה שמפעילים את השמש שלנו. עם זאת, גמדים חומים הם מסיביים פי עשרה מכוכב הלכת הגדול ביותר של מערכת השמש, צדק, וכך הם גדולים מכדי להיות כוכב לכת.
גילוי הגמדים החומים המשויכים והמדידות הקריטיות מדווחים היום בכתב העת המדעי Nature על ידי צוות אסטרונומים: ג'ף ולנטי ממכון המדע של טלסקופ החלל (STScI), רוברט מתייה מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון וקייבאן סטאסון. מאוניברסיטת ונדרבילט.
גמד אחד הוא 55 פעמים המסה של צדק; השני הוא 35 פעמים חסון יותר מיופיטר (עם שגיאת טעות של 10 אחוזים). כדי להיחשב לכוכב ולשרוף מימן באמצעות היתוך גרעיני, הגמדים יצטרכו להיות מסיביים פי 80 יותר מצדק. לשם השוואה, השמש מסיבית פי אלף מאשר צדק.
האסטרונומים מופתעים לגלות שהגמד החום המסיבי יותר הוא הקריר יותר של הזוג, בניגוד לכל התחזיות לגבי גמדים חומים באותו גיל. החוקרים חושבים כי השניים אינם בני אותו גיל ועשויים להילכד בגופות, או שהמודלים התיאורטיים שגויים.
הזוג הגמדי החום מקיף זה את זה עד כדי כך שהם נראים כמו אובייקט יחיד כאשר הם נראים מכדור הארץ. מכיוון שמסלול מסלול המרוצים שלהם קצה, שני העצמים עוברים מעת לעת מול זה או ליקוי חמה. ליקויי חמה אלה גורמים לטבילות רגילות בהירות האור המשולב המגיע משני העצמים. על ידי תזמון מדויק של תולדות אלה האסטרונומים הצליחו לקבוע את מסלוליהם של שני העצמים. בעזרת מידע זה, השתמשו האסטרונומים בחוקי התנועה של ניוטון כדי לחשב את המסה של שני הגמדים.
בנוסף, האסטרונומים חישבו את גודל שני הגמדים על ידי מדידת משך הטבילות בעקומת האור שלהם. מכיוון שהם כה צעירים, הגמדים גדולים להפליא למסה שלהם: בערך בקוטר זהה לשמש. מכיוון שהזוג ממוקם בערפילית אוריון, שהיא משתלת כוכבים סמוכה עם כוכבים בני פחות מ -10 מיליון שנה.
ניתוח האור שמגיע מצמד הגמדים מצביע על כך שלגמדים יש גבס אדמדם. הדגמים הנוכחיים גם מנבאים שלגמדים חומים צריך להיות "מזג אוויר" - להקות וכתמים דמויי ענן הדומים לאלה הנראים ביופיטר ושבתאי.
על ידי מדידת וריאציות בספקטרום האור שמגיע מהזוג, האסטרונומים קבעו גם את טמפרטורות פני השטח של הגמדים. התיאוריה צופה כי החבר המסיבי יותר בזוג גמדים חומים צריך להיות בעל טמפרטורת שטח גבוהה יותר. אבל הם מצאו בדיוק את ההפך. כבד יותר מבין השניים טמפרטורה של 4,310 מעלות פרנהייט (2,650 מעלות קלווין) והקטנה יותר, 4,562 מעלות (2,790 מעלות ק"ג). אלה משווים לטמפרטורת פני השטח של השמש של 9,980 מעלות (5,800 מעלות K).
"הסבר אפשרי אחד הוא ששני האובייקטים הם בעלי מקורות וגילאים שונים," אומר סטסון. אם זה המקרה, זה תומך באחת מהתוצאות של המאמצים האחרונים לדמות את תהליך היווצרות הכוכבים. הדמיות אלה מנבאות כי גמדים חומים נוצרים כל כך קרובים זה לזה עד שהם עשויים לשבש זה את זה.
התצפיות החדשות מאששות את התחזית התיאורטית לפיה גמדים חומים מתחילים כחפצים בגודל כוכב, אך מתכווצים ומתקררים והופכים לגודל כוכב לכת ככל שמתבגרים. לפני כן, הגמד החום היחיד שמסתו נמדדה ישירות היה הרבה יותר ישן ועמום.
אסטרונומים רבים חושבים שגמדים חומים עשויים להיות למעשה התוצר השכיח ביותר של תהליך היווצרות הכוכבים. אז מידע על גמדים חומים יכול לספק תובנות חדשות וחשובות על התהליכים הדינמיים המייצרים כוכבים מתוך מערבולות מתמוטטות של אבק וגז בין כוכבים.
מכיוון שגמדים חומים ישנים קטנים יותר ועמומים מכוכבים אמיתיים, רק בשנים האחרונות השיפורים בטכנולוגיית הטלסקופ אפשרו לאסטרונומים לקטלג מאות חפצים קלושים שלדעתם הם גמדים חומים. אך כדי לבחור את הגמדים החומים מסוגים אחרים של חפצים קלושים, הם זקוקים לדרך להעריך את ההמונים שלהם, מכיוון שהמסה היא גורל לכוכבים וחפצים דמויי כוכב.
קיומם של גמדים חומים הוצע לראשונה בשנות השמונים, אך רק בשנת 2000 התגלה גמד חום באופן חד משמעי. בעוד הגמדים החומים היו חפצים היפותטיים, האסטרונומים הבדילו אותם מכוכבי הלכת על ידי האופן בו הם נוצרו. גמדים וכוכבים חומים נוצרים באותה צורה, מענן קורס של אבק וגז בין כוכבים. כוכבי לכת בנויים מהדיסקים של אבק וגז המקיפים כוכבים נוצרים. ברגע שגילו אסטרונומים את המועמד הראשון הגמד החום, הם הבינו שלגמדים קשה מאוד להבדיל מכוכבי לכת, במיוחד כאשר יש להם מלווים מהממים. אז קבוצה גדלה של אסטרונומים מעדיפה להגדיר גמדים חומים כחפצים המונים פי 13 עד 80 יותר מצדק.
החוקרים ערכו את התצפיות בשתי מערכות טלסקופים שנמצאו בהרי האנדים הצ'יליאניים, כמאה קילומטרים צפונית לסנטיאגו: מערכת המחקר הטלסקופית הצמצמת הקטנה והמתונה (SMARTS), המופעלת על ידי קונסורציום כולל המכון למדע טלסקופ החלל ואוניברסיטת וונדרבילט, מצפה הכוכבים הבינלאומי של תאומים, המופעל על ידי הקרן הלאומית למדע.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של האבל
