מאז התגלית בשנת 1995 של כוכב הלכת הראשון שמקיף כוכב רגיל שאינו השמש, ישנם כיום יותר מ -150 מועמדים של מה שמכונה האקסופלאנטים הידועים. רובם מתגלים בשיטות עקיפות, בהתבסס על וריאציות של המהירות הרדיאלית או על עמעום הכוכב כאשר הכוכב עובר לפניו (ראה ESO PR 06/03, ESO PR 11/04 ו- ESO PR 22/04 ).
עם זאת, אסטרונומים יעדיפו להשיג דימוי ישיר של אקסופלנט, מה שמאפשר להם לאפיין טוב יותר את אופיו הגופני של האובייקט. זוהי משימה קשה ביותר, מכיוון שכוכב הלכת בדרך כלל מוסתר ב"הבוהק "של הכוכב המארח שלה.
כדי להתגבר בחלקית על בעיה זו, אסטרונומים חוקרים חפצים צעירים מאוד. אכן, עצמים תת-כוכבים הם הרבה יותר חמים ובהירים כאשר הם צעירים ולכן ניתן לאתרם ביתר קלות מאשר עצמים ישנים בעלי מסה דומה.
בהתבסס על גישה זו יכול מאוד להיות שגילוי של גרד אור חלש ליד הגמד החום הצעיר 2M1207 בשנה שעברה על ידי צוות בינלאומי של אסטרונומים המשתמשים בטלסקופ ESO Very Large (ESO PR 23/04) הוא המבוקש ביותר. דימוי בנאמנות של אקסופלאנט. נראה כי דוח שהתבסס לאחרונה על נתונים מטלסקופ החלל האבל מאשר את התוצאה. התצפיות האחרונות עוד יותר שנערכו עם טלסקופ החלל שפיצר על הזוהר האינפרא אדום החם של שני כוכבי לכת "צדק חם" שהתגלה בעבר הוא תוצאה מעניינת נוספת בהקשר זה. שפע תוצאות חדשות אלה, שהושגו בפרק הזמן של מספר חודשים, ממחיש בצורה מושלמת את הדינמיקה של תחום מחקר זה.
מלווה זעיר
כעת, צוות אחר של אסטרונומים [1] עשה אולי פריצת דרך חשובה נוספת בתחום זה על ידי מציאת בן לוויה זעיר לכוכב צעיר. מאז מספר שנים עשו מדענים אלה חיפוש אחר כוכבי לכת וחפצים בעלי מסה נמוכה, בפרט סביב כוכבים שעדיין נמצאים בתהליך היווצרותם - מה שמכונה כוכבי T-Tauri - תוך שימוש הן בהדמיה ישירה והן בטכניקות המהירות הרדיאלית. אחד האובייקטים ברשימה שלהם הוא GQ Lupi, כוכב T-Tauri צעיר, הממוקם בענן לופוס הראשון (הזאב), אזור של היווצרות כוכבים שנמצא במרחק של 400 או 500 שנות אור משם. הכוכב GQ Lupi הוא ככל הנראה חפץ צעיר מאוד שעדיין מוקף בדיסק, עם גיל בין 100,000 לשני מיליון שנה.
האסטרונומים צפו ב- GQ Lupi ב- 25 ביוני 2004 בעזרת מכשיר האופטיקה האדפטיבית NACO המחובר ליפון, הטלסקופ היחיד הרביעי של 8.2 מ 'של הטלסקופ הגדול מאוד הממוקם על גבי סרו פאראנל (צ'ילה). האופטיקה האדפטיבית של הכלי (AO) מתגברת על העיוות הנגרם על ידי סערה אטמוספרית, ומייצרת תמונות חדות כמעט-אינפרא אדום.
כפי שמראה PR 10O / 05 של ESO, סדרת החשיפות של NACO חושפת בבירור את נוכחותו של בן הזוג הזעיר, שנמצא בסביבתו הקרובה של הכוכב. האובייקט החדש שנמצא זה נמצא במרחק של 0.7 ק"ג משם בלבד, והיה ניתן לוותר עליו מבלי להשתמש ביכולות האופטיקה האדפטיביות של NACO.
במרחק של GQ Lupi, ההפרדה בין הכוכב ללוויה החלוש שלו היא כמאה יחידות אסטרונומיות (או פי 100 מהמרחק בין השמש לכדור הארץ). זה בערך פי 2.5 מהמרחק בין פלוטו לשמש.
בן הזוג, שנקרא GQ Lupi B או GQ Lupi b [2], הוא בערך פי 250 יותר חלש מ- GQ Lupi A כפי שנראה בסדרת הדימוי הזו. תמונות נוספות שהושגו עם NACO באוגוסט וספטמבר אישרו את נוכחותו ואת עמדתו של בן לוויה זה.
לנוע באותו כיוון
האסטרונומים חשפו אז כי הכוכב נצפה בעבר על ידי טלסקופ סובארו כמו גם על ידי טלסקופ החלל האבל. הם קיבלו את התמונות המתאימות מארכיוני הנתונים של מתקנים אלה לצורך ניתוח נוסף.
התמונות הישנות יותר, שצולמו ביולי 2002 ובאפריל 1999, בהתאמה, הראו גם את נוכחותו של המלווה, והעניקו לאסטרונומים אפשרות למדוד במדויק את מיקומם של שני העצמים לאורך תקופה של מספר שנים. זה בתורו איפשר להם לקבוע אם הכוכבים נעים יחד בשמיים - כצפוי אם הם כבולים זה לזה בכבידה - או אם האובייקט הקטן יותר הוא רק אובייקט רקע, בדיוק מיושר במקרה.
ממדידותיהם, האסטרונומים גילו כי ההפרדה בין שני העצמים לא השתנתה במשך חמש השנים בהן סוקרה התצפיות (ראו תמונה של PR 10b / 05 של ESO). עבור המדענים זו הוכחה ברורה ששני העצמים נעים באותו כיוון בשמיים. "אם האובייקט הקלוש יהיה אובייקט רקע", אומר ראלף נואה, משתמש באוניברסיטת ג'נה (גרמניה) ומנהיג הצוות, "היינו רואים שינוי בהפרדה מכיוון ש- GQ לופ היה נע בשמיים. משנת 1999 עד 2004 ההפרדה הייתה משתנה ב- 0.15 ארק"ס, ואנחנו בטוחים שהשינוי קטן פי 20 ".
אקסופלאנט או גמד חום?
כדי לחקור את אופיו הגופני של האובייקט שזה עתה התגלה, השתמשו האסטרונומים ב- NACO ב- VLT בכדי לצלם סדרת ספקטרום. אלה הראו את חתימתו האופיינית לחפץ מגניב מאוד, במיוחד נוכחות של להקות מים ו CO. אם לוקחים בחשבון את צבעי האינפרא אדום ואת הנתונים הספקטרליים הקיימים, חישובי המודל האטמוספרי מצביעים על טמפרטורה שבין 1,600 ל- 2,500 מעלות ורדיוס שגודל כפליים מאשר צדק (ראה PR תמונה 10c / 05). על פי זה, GQ Lupi B הוא אפוא חפץ קר וקטן למדי.
אבל מה טיבו של חפץ קלוש זה? האם מדובר באקסופלאנט בונא-פיד או שמא מדובר בגמד חום, אותם כוכבים "כושלים" שאינם מסיביים מספיק כדי לייצר תגובות גרעיניות מרכזיות? אף על פי שגבול הגבול בין השניים עדיין נושא לוויכוח, דרך אחת להבחין בין השניים היא על ידי המסה שלהם (שכן הדבר נעשה גם בין גמדים חומים לכוכבים): כוכבי לכת (ענקיים) קלים מכ -13 המוני צדק ( המסה הקריטית הנדרשת כדי להצית את היתוך הדאוטריום), הגמדים החומים הם כבדים יותר.
מה עם GQ Lupi b?
למרבה הצער, התצפיות החדשות אינן מספקות הערכה ישירה למסת האובייקט. לפיכך על האסטרונומים להסתמך על השוואה עם מודלים תיאורטיים של חפצים כאלה. אבל זה לא קל כמו שזה נשמע. אם, כפי שהאסטרונומים בדרך כלל מקבלים, GQ Lupi A ו- B נוצרו במקביל, האובייקט שזה עתה נמצא צעיר מאוד. הבעיה היא שלגבי אובייקטים כה צעירים מאוד, ככל הנראה מודלים תיאורטיים מסורתיים אינם ישימים. עם זאת, אם משתמשים בהן, הם מספקים הערכה למסת האובייקט שנמצא איפשהו בין 3 ל- 42 המוני צדק, כלומר מקיפים את כדור הארץ ואת תחומי הגמדים החומים.
שלבים מוקדמים אלה ביצירת גמדים חומים וכוכבי לכת הם טריטוריה בלתי ידועה במהותה עבור דגמים. קשה מאוד לדגמן את התמוטטותם המוקדמת של ענני הגז בהתחשב בתנאים סביב כוכב האם היוצר. מערכת דגמים אחת, המותאמת במיוחד לדגם החפצים הצעירים מאוד, מספקת המונים נמוכים כמו המוני צדק אחד עד שני. אך כפי שמציין המשתמש ב Ralph Neuh? "עדיין יש לכייל את הדגמים החדשים הללו, לפני שניתן יהיה לקבוע בביטחון את המאסה של מלווים כאלה."
האסטרונומים מדגישים גם כי מההשוואה בין ספקטרום ה- VLT / NACO שלהם לבין המודלים התיאורטיים של הסופר המשותף פיטר האוסילדט מאוניברסיטת המבורג (גרמניה), הם מגיעים למסקנה שהתאמה הטובה ביותר מושגת לאובייקט שיש בו בערך 2 רדיוסים של צדק ושתי המוני צדק. אם תוצאה זו מחזיקה, GQ Lupi b היה אפוא האקסופלנט הצעיר והקל ביותר שצולם.
תצפיות נוספות נדרשות עדיין בכדי לקבוע במדויק את טיבו של GQ Lupi B. אם שני האובייקטים אכן קשורים, אז האובייקט הקטן ביותר יצטרך יותר מאלף שנה כדי להשלים מסלול סביב הכוכב המארח שלו. זה כמובן ארוך מכדי לחכות, אך יתכן שניתן יהיה לגלות את ההשפעה של תנועת המסלול - כשינוי זעיר בהפרדה בין שני העצמים - בעוד מספר שנים. על כן הצוות מתכנן לבצע תצפיות קבועות על אובייקט זה באמצעות NACO ב- VLT, על מנת לאתר תנועה זו. אין ספק שבינתיים תושג התקדמות נוספת בצד התיאורטי ושיבוצעו תגליות מרעישות רבות בתחום זה.
עוד מידע
המחקר שהוצג בהודעה לעיתונות זו של ESO מתפרסם במכתב לעורך שהתקבל לפרסום על ידי אסטרונומיה ואסטרופיסיקה ("עדות למלווה תת-כוכבי-משתתף משותף של GQ Lup" על ידי R. Neuh? User et al.) זמין בטופס PDF בכתובת http://www.edpsciences.org/articles/aa/pdf/forthpdf/aagj061_forth.pdf.
פתק
[1]: הצוות מורכב ממשתמשים של ראלף נואה, גנתר ווכטרל, מרקוס מוגראואר ואנה בדלוב (אוניברסיטת ג'נה, גרמניה), אייק גוונטר (הטבעת לנדסשטרנווארטה טאוטנבורג, גרמניה) ופיטר האושילדט (המבורגר) שטרנווארטה, גרמניה).
[2]: בספרות האסטרונומית, האמנה היא להציב בירות לחברים כוכבים במערכות מרובות, אך אותיות קטנות לכוכבי לכת. אם המלווה ל- GQ Lupi A יתגלה ככוכב לכת, הוא ייקרא GQ Lupi b, ואילו אם מדובר בגמד חום, הוא היה מזוהה כ- GQ lupi B. בהתחשב באי הוודאות הנוכחית, השתמשנו לכן בשני המנות בהודעה לעיתונות זו, כמו גם המחברים במאמר המדעי המקורי.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
