Credit imagine: ESO
Folosind Telescopul foarte mare al ESO la Paranal și o suită de telescoape bazate pe sol și spațiu într-un studiu lung de patru ani, o echipă internațională de astronomi a măsurat pentru prima dată masa unei stele ultra-cool și însoțitorul ei pitic maro. . Cele două stele formează un sistem binar și se orbitează reciproc în aproximativ 10 ani.
Echipa a obținut imagini cu infraroșu aproape de înaltă rezoluție; pe teren, ei au învins efectul încețoșat al atmosferei terestre prin tehnici de optică adaptivă. Determinând cu precizie orbita proiectată pe cer, astronomii au putut măsura masa totală a stelelor. Datele suplimentare și compararea cu modelele stelare produc apoi masa fiecăreia dintre componente.
Cea mai grea dintre cele două stele are o masă în jur de 8,5% din masa Soarelui, iar tovarășul său pitic maro este și mai ușor, doar 6% din masa solară. Ambele obiecte sunt relativ tinere, cu o vârstă de aproximativ 500-1.000 milioane de ani.
Aceste observații reprezintă un pas decisiv către calibrarea încă lipsită a modelelor de evoluție stelară pentru stelele de masă foarte scăzute.
Numărul de telefon stea
Chiar dacă astronomii au găsit câteva sute de stele de masă foarte mici și pitici maronii, proprietățile fundamentale ale acestor obiecte extreme, cum ar fi mase și temperaturi de suprafață, nu sunt încă cunoscute. În cadrul grădinii zoologice cosmice, aceste stele ultra-răcoroase reprezintă o clasă de obiecte „intermediare” între planetele gigant - cum ar fi Jupiter - și stelele „normale” mai puțin masive decât Soarele nostru, și pentru a le înțelege bine este, așadar, crucial pentru domeniul astrofizicii stelare. .
Problema cu aceste stele ultra-răcoroase este că, contrar stelelor normale care ard hidrogenul în miezul lor central, nu există o relație unică între luminozitatea stelei și masa sa. Într-adevăr, luminozitățile și temperaturile de suprafață ale stelelor pitice ultra-reci depind atât de vârsta lor, cât și de masa lor. Un pitic ultra-răcoros mai vechi, ceva mai masiv, poate avea astfel aceeași temperatură ca unul mai tânăr, mai puțin masiv.
Prin urmare, este un obiectiv de bază al astrofizicii moderne de a obține independent masele unei stele pitice ultra-răcoroase. Acest lucru este posibil, în principiu, prin studierea unor astfel de obiecte care sunt membre într-un sistem binar.
Tocmai acest lucru a făcut acum o echipă internațională de astronomi într-un studiu lung de patru ani asupra unui sistem binar stelar cu o stea pitică ultra-rece, folosind o multitudine de facilități telescopice de top, inclusiv Telescopul foarte mare al ESO, precum și Keck Eu și Gemenii de Nord din Hawaii și, de asemenea, Telescopul Spațial Hubble. Acest sistem - cu numele de telefon al 2MASSW J0746425 + 2000321 - este situat la o distanță de 40 de ani-lumină.
Astronomii au folosit imagistica cu rezoluție unghiulară înaltă pentru a vedea ambele stele în sistemul binar și pentru a măsura mișcarea lor pe o perioadă de patru ani. Cu toate acestea, acest lucru este mai ușor de spus decât de făcut, deoarece separarea pe cer între cele două stele este destul de mică: între 0,13 și 0,22 arcsec. Aceasta corespunde dimensiunii unei monede de 1 Euro, văzută la o distanță de aproximativ 25 km.
Această separare este atât de mică încât în mod normal nu este posibilă diferențierea celor două stele datorită efectului de estompare a turbulenței atmosferice („a vedea”). Prin urmare, este necesar să se utilizeze tehnica opticii adaptive. Această metodă minunată se bazează pe măsurarea calității imaginii în timp real și trimiterea de semnale corective corespunzătoare de până la 100 de ori în fiecare secundă către o oglindă deformabilă mică, situată în fața detectorului. Deoarece oglinda își modifică continuu forma, efectul perturbator al turbulenței este neutralizat. Aplicată la VLT, această tehnică a dus la imagini care sunt de cel puțin zece ori mai clare decât „vizionarea” și, prin urmare, arată multe alte detalii în obiectele observate.
La telescopul foarte mare, astronomii au folosit instrumentul NACO de optică adaptivă de ultimă generație. Spune Herv? Bouy, autorul principal al lucrării care prezintă rezultatele descrise aici: „NACO oferă posibilitatea de a lucra în infraroșu și, prin urmare, este ideal pentru studiul stelelor ultra-răcoroase, care emit cea mai mare parte a luminii lor în acest interval de lungime de undă. Prin combinația dintre eficiența ridicată a NACO și VLT și condițiile atmosferice excelente care predomină la Paranal, am reușit să realizăm imagini foarte clare ale acestui sistem stelar binar, aproape la fel de bun ca și când telescopul ar fi situat în spațiu. ”
Ultra-cool și pe dietă
În timpul studiului lor de patru ani, au fost măsurate șapte poziții relative diferite ale celor două componente ale sistemului binar și Herv? Bouy și colegii săi au reușit să determine cu o bună precizie orbitele stelare. Ei descoperă că cele două stele se învârt în jurul valorii de o dată la 10 ani și că separarea lor fizică este de doar 2,5 ori distanța Pământului față de Soare - așa cum spun astronomii, 2,5 Unități astronomice. Folosind legile lui Kepler, este simplu să obținem masa totală a sistemului. Valoarea obținută este mai mică de 15% din masa Soarelui.
Apoi, astronomii au folosit datele fotometrice ale fiecărei stele obținute în mai multe benzi de undă, precum și spectre obținute cu telescopul spațial Hubble pentru a studia mai detaliat cele două obiecte. Folosind cele mai noi modele stelare ale grupului Ecole Normale Supreriere de Lyon, au descoperit că ambele stele au aproximativ aceeași temperatură a suprafeței, în jur de 1500 ° C (1800 K). Pentru o stea, aceasta este într-adevăr ultra-rece - prin comparație, temperatura de suprafață a Soarelui este de peste trei ori mai mare.
Folosind modele teoretice, echipa a descoperit, de asemenea, că cele două stele sunt destul de tinere (în termeni astrofizici) - vârsta lor este cuprinsă doar între 500 și 1.000 de milioane de ani. Cea mai masivă dintre cele două are o masă între 7,5 și 9,5% masa Soarelui, în timp ce însoțitorul său are o masă între 5 și 7% din masa solară.
Obiectele care cântăresc mai puțin de aproximativ 7% din Soarele nostru au fost denumite în mod diferit „pitici maro”, „stele eșuate” sau „super planete”. Într-adevăr, întrucât nu au o generare susținută de energie prin reacții nucleare termice în interiorul lor, multe dintre proprietățile lor sunt mai similare cu cele ale planetelor gigantice de gaze din propriul nostru sistem solar, cum ar fi Jupiter, decât cu stele ca Soarele.
Sistemul 2MASSW J0746425 + 2000321 este, astfel, aparent format dintr-un pitic maron orbitând pe o stea pitică ultra-răcoroasă ceva mai masivă. Este o adevărată „piatră Rosetta” în noul domeniu al astrofizicii stelare cu masă scăzută, iar studii ulterioare vor oferi cu siguranță informații mai valoroase despre aceste obiecte în zona de tranziție dintre stele și planete.
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
