|
Раскрываем тайны коричневых карликов
|
|
|
|
Захватывающее открытие чрезвычайно редкой четырехзвездной системы может значительно продвинуть наше понимание коричневых карликов, говорят астрономы. Эти таинственные объекты слишком велики, чтобы считаться планетами, но и слишком малы, чтобы быть звездами, потому что им не хватает массы, чтобы продолжать сплавлять атомы и превращаться в полноценные солнца.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в Monthly Notices Королевского астрономического общества, астрономы обнаружили чрезвычайно редкую иерархическую четырехзвездную систему, состоящую из пары холодных коричневых карликов, вращающихся вокруг пары молодых красных карликов, расположенных в 82 световых годах от Земли в созвездии Антилия.
|
|
|
|
Система, получившая название UPM J1040-3551 AabBab, была разработана международной исследовательской группой под руководством профессора Цзэнхуа Чжана из Нанкинского университета.
|
|
|
|
Исследователи сделали свое открытие, используя общую угловую скорость, измеренную астрометрическим спутником Европейского космического агентства Gaia и широкоугольным инфракрасным обзорным аппаратом НАСА WISE, после чего были проведены всесторонние спектроскопические наблюдения и анализ.
|
|
|
|
Это связано с тем, что этой большой двойной паре требуется более 100 000 лет, чтобы совершить один оборот вокруг друг друга, поэтому их орбитальное движение невозможно увидеть за годы. Поэтому исследователям пришлось проанализировать, как они движутся в одном направлении с одинаковой угловой скоростью.
|
|
|
|
|
|
|
В этой системе Aab относится к более яркой звездной паре Aa и Ab, в то время как Bab относится к более слабой субзвездной паре Ba и Bb.
|
|
|
|
"Что делает это открытие особенно захватывающим, так это иерархическая природа системы, которая необходима для того, чтобы ее орбита оставалась стабильной в течение длительного периода времени", - сказал профессор Чжан.
|
|
|
|
"Эти две пары объектов вращаются вокруг друг друга по отдельности в течение десятилетий, в то время как эти пары также вращаются вокруг общего центра масс в течение периода более 100 000 лет".
|
|
|
|
Эти две пары разделены 1656 астрономическими единицами (а.е.), где 1 а.е. равно расстоянию между Землей и Солнцем. Более яркая пара, UPM J1040-3551 Aab, состоит из двух красных карликов почти одинаковой массы, которые при наблюдении в видимом диапазоне длин волн кажутся оранжевыми.
|
|
|
|
Обладая видимой звездной величиной 14,6, эта пара примерно в 100 000 раз слабее Полярной звезды (Полярная звезда Севера) в видимом диапазоне длин волн. На самом деле, ни один красный карлик не является достаточно ярким, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом — даже Проксима Центавра, наша ближайшая звездная соседка, находящаяся на расстоянии 4,2 световых лет. Чтобы сделать UPM J1040-3551 Aab видимой без оптической помощи, эту двойную пару нужно было бы приблизить на расстояние 1,5 световых лет от Земли, что сделало бы ее ближе, чем любую звезду в нашем нынешнем космическом окружении.
|
|
|
|
Более слабая пара, UPM J1040-3551 Bab, представляет собой два гораздо более холодных коричневых карлика, которые практически не излучают видимого света и кажутся примерно в 1000 раз более тусклыми, чем пара Aab, при наблюдении в ближнем инфракрасном диапазоне, где их легче всего обнаружить.
|
|
|
|
Первоначально предполагалось, что UPM J1040-3551 Aab является близкой двойной звездой из—за ее колеблющегося фотоцентра во время наблюдений Gaia, и это было подтверждено ее необычной яркостью - примерно на 0,7 звездной величины ярче, чем у одиночной звезды с такой же температурой на том же расстоянии, поскольку объединенный свет от пары почти одинаковой массы эффективно удваивает яркость. вывод.
|
|
|
|
Аналогичным образом, UPM J1040-3551 Bab был идентифицирован как еще один близкий двойной объект благодаря своим аномально ярким инфракрасным измерениям по сравнению с типичными коричневыми карликами этого спектрального типа. Анализ спектральной подгонки убедительно подтвердил этот вывод, поскольку бинарные шаблоны обеспечивают значительно лучшее соответствие, чем шаблоны одиночных объектов.
|
|
|
|
Доктор Фелипе Наварете из Национальной астрофизической лаборатории Бразилии руководил важнейшими спектроскопическими наблюдениями, которые помогли охарактеризовать компоненты системы.
|
|
|
|
Используя спектрограф Goodman на телескопе Южных астрофизических исследований (SOAR) в Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили (программа NSF NOIRLab), доктор Наварете получил оптические спектры более яркой пары, а также спектры более слабой пары в ближнем инфракрасном диапазоне с помощью прибора SOAR TripleSpec.
|
|
|
|
"Эти наблюдения были сложными из-за слабости коричневых карликов, - сказал доктор Наварете, - но возможности SOAR позволили нам собрать важнейшие спектроскопические данные, необходимые для понимания природы этих объектов".
|
|
|
|
Их анализ показал, что оба компонента более яркой пары являются красными карликами М-типа с температурой около 3200 Кельвинов (около 2900°C) и массой около 17% массы Солнца.
|
|
|
|
Более слабая пара представляет собой более экзотические объекты: два коричневых карлика T-типа с температурами 820 Кельвинов (550°C) и 690 Кельвинов (420°C) соответственно.
|
|
|
|
Коричневые карлики - это небольшие и плотные объекты с малой массой, причем коричневые карлики в этой системе имеют размеры, аналогичные планете Юпитер, но, по оценкам, в 10-30 раз превышающие ее массу. Действительно, в нижней части этого диапазона эти объекты можно считать объектами с планетарной массой.
|
|
|
|
"Это первая из когда-либо обнаруженных четырехмерных систем с парой коричневых карликов Т-типа, вращающихся вокруг двух звезд", - сказал доктор Марикрус Гальвес-Ортис из Центра астробиологии в Испании, соавтор исследовательской работы. - Это открытие предоставляет уникальную космическую лабораторию для изучения этих таинственных объектов".
|
|
|
|
В отличие от звезд, коричневые карлики непрерывно охлаждаются на протяжении всей своей жизни, что изменяет их наблюдаемые свойства, такие как температура, светимость и спектральные характеристики. Этот процесс охлаждения создает фундаментальную проблему в исследованиях коричневых карликов, известную как "проблема возрастного вырождения массы".
|
|
|
|
Изолированный коричневый карлик с определенной температурой может быть более молодым и менее массивным объектом или более старым и более массивным — астрономы не могут отличить эти возможности без дополнительной информации.
|
|
|
|
"Коричневые карлики с большими звездными компаньонами, возраст которых можно определить независимо, имеют неоценимое значение для преодоления этого вырождения в качестве возрастных ориентиров", - пояснил профессор Хью Джонс из Университета Хартфордшира, соавтор исследовательской работы.
|
|
|
|
"UPM J1040-3551 особенно ценен, поскольку излучение H-альфа от более яркой пары указывает на то, что система относительно молода, ей от 300 миллионов до 2 миллиардов лет".
|
|
|
|
Команда считает, что в будущем пара коричневых карликов (UPM J1040-3551 Bab) потенциально может быть обнаружена с помощью методов визуализации с высоким разрешением, что позволит точно измерить их орбитальное движение и динамические массы.
|
|
|
|
"Эта система дает двойную выгоду науке о коричневых карликах", - сказал один из исследователей, профессор Адам Бургассер из Калифорнийского университета в Сан-Диего. "Это может послужить возрастным ориентиром для калибровки моделей низкотемпературной атмосферы и массовым ориентиром для проверки эволюционных моделей, если мы сможем обнаружить двойной коричневый карлик и отследить его орбиту".
|
|
|
|
Открытие системы UPM J1040-3551 представляет собой значительный прогресс в понимании этих неуловимых объектов и различных путей формирования звездных систем в окрестностях Солнца.
|
|
|
|
Источник
|
