בזכות המצלמה החדשה והעוצמתית בעלת הניגודיות הגבוהה שהותקנה בטלסקופ Very Large, הושגו תמונות של בן לוויה בעל מסה נמוכה קרוב מאוד לכוכב. זה איפשר לאסטרונומים למדוד באופן ישיר את המסה של עצם מסה צעיר ונמוך מאוד בפעם הראשונה.
האובייקט, יותר ממאה יותר קלוש מכוכבו המארח, עדיין מסיבי פי 93 מכפי שצדק. ונראה שהוא כבד כמעט כפליים מכפי שהתאוריה מנבאת שהוא יהיה.
תגלית זו מציעה אפוא כי עקב שגיאות במודלים, אסטרונומים עשויים להעריך יתר על המידה את מספר הכוכבים החיצוניים "הגמדים החומים" וה"צפים חופשיים "צעירים.
שילוב מנצח
כוכב יכול להיות מאופיין על ידי פרמטרים רבים. אבל יש חשיבות עליונה: המסה שלה. המיסה של כוכב היא זו שתכריע את גורלה. לכן אין זה מפתיע שאסטרונומים שואפים להשיג מידה מדויקת של פרמטר זה.
עם זאת זו משימה לא קלה, במיוחד עבור אלה שפחות מסיביים, אלה שבגבול בין כוכבים לחפצים ננסים חומים. גמדים חומים, או "כוכבים שנכשלו", הם חפצים שהם מסיביים עד פי 75 יותר מיופיטר, קטנים מכדי שתהליכי היתוך גרעיני גדולים הציתו את חלקם בפנים.
כדי לקבוע את מסת הכוכב, אסטרונומים בדרך כלל מסתכלים על תנועת הכוכבים במערכת בינארית. ואז השתמש באותה שיטה המאפשרת לקבוע את מסת כדור הארץ, לדעת את מרחק הירח ואת הזמן שלוקח לוויין כדי להשלים מסלול מלא אחד (מה שמכונה "החוק השלישי של קפלר"). באותו אופן הם מדדו גם את מסת השמש על ידי הכרת מרחק כדור הארץ-שמש והזמן - שנה אחת - דרושה לכוכב הלכת שלנו לערוך סיור סביב השמש.
הבעיה עם חפצים בעלי מסה נמוכה היא שהם קלושים מאוד ולעיתים קרובות יוסתרו בזוהר הכוכב הבהיר יותר שהם מקיפים, גם כאשר הם נראים בטלסקופים גדולים.
עם זאת, אסטרונומים מצאו דרכים להתגבר על קושי זה. לשם כך הם מסתמכים על שילוב של אסטרטגיה תצפיתית נחשבת עם מכשירים עדכניים.
מצלמה בעלת ניגודיות גבוהה
ראשית, אסטרונומים המחפשים חפצים בעלי מסה נמוכה מאוד מסתכלים על כוכבים צעירים סמוכים מכיוון שאובייקטים מלווים בעלי מסה נמוכה יהיו בהירים ביותר כשהם צעירים, לפני שהם מתכווצים ומתקררים.
במקרה הספציפי הזה, צוות בינלאומי של אסטרונומים [1] בהנהגת ליירד קלוז (מצפה הכוכבים סברואר, אוניברסיטת אריזונה), חקר את הכוכב א.ב. דוראדוס א (א.ב. דור א). כוכב זה ממוקם במרחק של 48 שנות אור והוא "רק" 50 מיליון שנה. מכיוון שהמיקום בשמיים של א.ב. דור "מתנדנד", בגלל המשיכה הכבידה של חפץ דמוי כוכב, האמינו מאז תחילת שנות התשעים כי א.ב.א דור חייב להיות בן לוויה בעל המוני נמוך.
כדי לצלם בן לוויה זה ולקבל מערך מקיף של נתונים עליו, Close ועמיתיו השתמשו בכלי חדש בטלסקופ הגדול ביותר של מצפה הכוכבים האירופי. מצלמת אופטיקה אדפטיבית חדשה זו בעלת ניגודיות גבוהה, ה- NACO Simultaneous Differential Imager, או NACO SDI [2], פותחה במיוחד על ידי Laird Close ו- Rainer Lenzen (מקס פלאנק-מכון לאסטרונומיה בהיידלברג, גרמניה) לציד כוכבי לכת מחוץ לבית. מצלמת SDI משפרת את היכולת של ה- VLT ומערכת האופטיקה האדפטיבית שלה לאתר לוויה קלושים שבדרך כלל יאבדו בזוהר הכוכב הראשוני.
בכורה עולמית
הם פנו את המצלמה הזו לכיוון AB דור A בפברואר 2004, הם הצליחו לראשונה לדמיין בן לוויה כה קלוש - 120 פעמים יותר חלש מהכוכב שלו - וכך קרוב לכוכב שלו.
אומר מרקוס הרטונג (ESO), חבר הצוות: "הבכורה העולמית הזו הייתה אפשרית רק בגלל היכולות הייחודיות של מכשיר ה- NACO SDI ב- VLT. למעשה, טלסקופ החלל האבל ניסה אך לא הצליח לאתר את בן הזוג, מכיוון שהוא היה קלוש מדי וקרוב מדי לזוהר הכוכב הראשי. "
המרחק הזעיר בין הכוכב לבן הזוג הקלוש (0.156 קשת) זהה לרוחבו של מטבע יורו אחד (2.3 ס"מ) כאשר הוא נראה 20 ק"מ משם. בן הלוויה, שנקרא AB Dor C, נראה במרחק פי 2.3 מהמרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש. הוא משלים מעגל סביב הכוכב המארח שלו בתוך 11.75 שנים במסלול אקסצנטרי למדי.
בעזרת המיקום המדויק של בן הזוג, יחד עם 'הנדנדה' הידועה של הכוכב, האסטרונומים יכלו אז לקבוע במדויק את מסת הלוויה. לאובייקט, יותר ממאה פעמים מתוחכם מכוכבו הראשי הצמוד, יש עשירית מהמסה של הכוכב המארח שלו, כלומר הוא מסיבי פי 93 יותר מיופיטר. לפיכך הוא נמצא מעט מעל גבול הגמדים החומים.
על ידי שימוש ב- NACO ב- VLT, האסטרונומים צפו עוד יותר באב דור C באורך גל אינפרא אדום קרוב למדידת הטמפרטורה והזוהר שלו.
"הופתענו לגלות שהלוויה קרירה יותר מ- 400 מעלות וצלזיוס פי 2.5 יותר ממה שהדגמים האחרונים צופים עבור אובייקט המוני הזה," אמרה קלוז.
"התיאוריה מנבאת שהאובייקט הקריר והמסה הקריר הזה יהיה בערך 50 המוני צדק. אולם התיאוריה אינה נכונה: אובייקט זה הוא אכן בין 88 ל- 98 המוני צדק. "
ממצאים חדשים אלה מאתגרים אפוא את הרעיונות העכשוויים לגבי אוכלוסיית הגמדים החומים ועל קיומם האפשרי של כוכבי לכת חיצוניים-צפים חופשיים ".
אכן, אם חפצים צעירים שזוהו עד כה כגמדים חומים הם מסיביים פי שניים ממה שחשבו, רבים חייבים להיות כוכבים בעלי מסה נמוכה. וחפצים שזוהו לאחרונה ככוכבי לכת "צפים חופשי" עשויים בתורם להיות גמדים חומים בעלי מסה נמוכה.
עבור קרוב ועמיתיו, "תגלית זו תאלץ את האסטרונומים לחשוב מחדש מה המוני האובייקטים הקטנים ביותר המיוצרים בטבע באמת."
עוד מידע
היצירה המוצגת כאן מופיעה כמכתב בגיליון הטבע של הטבע בינואר 20 ("כיול דינאמי של יחסי המסה-בהירות בקרב המוני כוכבים נמוכים מאוד וגילאים צעירים" מאת L. Close ואח ').
הערות
[1]: הצוות מורכב מלירד מ. קלוז, אריק נילסן, אריק א. מאמאק ובית 'בילד (מצפה סבר, אוניברסיטת אריזונה, טוסון, ארה"ב), ריינר לנזן וולפגנג ברנדנר (מכון מקס-פלאנק לאסטרונומיה, היידלברג, גרמניה), חוזה ג. גיראדו (אוניברסיטת ולנסיה, ספרד), ומרקוס הרטונג וכריס לידמן (ESO-צ'ילה).
[2]: מצלמת ה- NACO SDI היא סוג ייחודי של מצלמה המשתמשת באופטיקה אדפטיבית, המסלקת את ההשפעות המטשטשות של האטמוספרה של כדור הארץ כדי לייצר תמונות חדות במיוחד. SDI מפצל אור מכוכב בודד לארבע תמונות זהות, ואז מעביר את הקורות המתקבלות דרך ארבעה פילטרים שונים (מעט-רגישים) מעט. כאשר קרני האור המסוננות פוגעות במערך הגלאים של המצלמה, אסטרונומים יכולים לחסר את התמונות כך שהכוכב הבהיר ייעלם, וחושף אובייקט קלוש יותר וקריר יותר שמוסתר אחרת בהילה האור המפוזרת של הכוכב ("בוהק"). תמונות ייחודיות של לוויין טיטאן של שבתאי שהושג קודם לכן באמצעות NACO SDI פורסמו ב- ESO PR 09/04.
המקור המקורי: פרסום חדשות ESO
