ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้ทำการตรวจสอบรัศมีและมวลของดาวฤกษ์ที่เผาไหม้แกนกลางที่เล็กที่สุดที่รู้จักกันมาจนถึงปัจจุบัน
การสำรวจดังกล่าวดำเนินการในเดือนมีนาคม 2547 ด้วยสเปคโตกราฟหลายเส้นใย FLAMES บนกล้องโทรทรรศน์ VLT Kueyen ขนาด 8.2 ม. ที่หอดูดาว ESO Paranal (ชิลี) พวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมขนาดใหญ่ที่มุ่งวัดความเร็วของรัศมีที่แม่นยำสำหรับดาวหกสิบดวงซึ่งตรวจพบ "การจุ่ม" ความสว่างชั่วคราวในระหว่างการสำรวจ OGLE
นักดาราศาสตร์พบว่าการจุ่มลงในโค้งแสงของดาวฤกษ์ที่รู้จักกันในชื่อ OGLE-TR-122 นั้นเกิดจากดาวข้างเคียงตัวเล็ก ๆ ตัวหนึ่งซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ทุก ๆ 7.3 วัน
สหายนี้หนักกว่าดาวพฤหัสถึง 96 เท่า แต่ใหญ่กว่า 16% เท่านั้น นี่เป็นครั้งแรกที่การสำรวจโดยตรงแสดงให้เห็นว่าดาวมวลน้อยกว่า 1 ใน 10 ของมวลดวงอาทิตย์มีขนาดใกล้เคียงกับดาวเคราะห์ยักษ์ ความจริงเรื่องนี้จะต้องนำมาพิจารณาในการค้นหาดาวเคราะห์ transiting ในปัจจุบัน
นอกจากนี้การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากได้นำไปสู่การค้นพบไบนารี eclipsing ใหม่เจ็ดแห่งที่เก็บดาวที่มีมวลต่ำกว่าหนึ่งในสามของมวลดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของนักดาราศาสตร์
การสำรวจ OGLE
เมื่อดาวเคราะห์เกิดขึ้นต่อหน้าดาวฤกษ์แม่ของมัน (เท่าที่เห็นจากโลก) มันจะบล็อกแสงของดาวฤกษ์เพียงเล็กน้อยจากมุมมองของเรา [1]
“ การผ่านหน้าของดาวเคราะห์” เหล่านี้มีความน่าสนใจอย่างยิ่งเนื่องจากพวกมันยอมให้นักดาราศาสตร์ทำการวัดในลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ทั้งมวลและรัศมีของดาวเคราะห์นอกระบบ มีการสำรวจหลายครั้งซึ่งกำลังพยายามค้นหาลายเซ็นจาง ๆ ของโลกอื่น
หนึ่งในโปรแกรมเหล่านี้คือการสำรวจ OGLE ซึ่งเดิมได้รับการคิดค้นเพื่อตรวจจับเหตุการณ์ไมโครไลซิ่งโดยการตรวจสอบความสว่างของดาวจำนวนมากในช่วงเวลาที่ยาวนาน ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามันยังรวมถึงการค้นหา“ dips” เป็นระยะที่ตื้นมากในความสว่างของดาวที่เกิดจากการผ่านการเคลื่อนที่ของวัตถุที่โคจรรอบปกติ (ดาวขนาดเล็กดาวแคระน้ำตาล [2] หรือดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัส) ทีม OGLE ได้ประกาศตั้งแต่วันที่ 177“ ผู้สมัครการสำรวจดาวเคราะห์” จากการสำรวจดาวฤกษ์หลายแสนดวงในทุ่งฟ้าใต้สามแห่งหนึ่งไปในทิศทางของศูนย์กาแล็กซี่อีกแห่งหนึ่งอยู่ในกลุ่มดาวแครินาและกลุ่มที่สามในกลุ่มดาว Centaurus / Musca
ธรรมชาติของวัตถุการเปลี่ยนผ่านนั้นสามารถสร้างขึ้นได้โดยการสำรวจดาวฤกษ์แม่ ขนาดของการแปรผันของความเร็ว (แอมพลิจูด) เกี่ยวข้องโดยตรงกับมวลของวัตถุร่วมดังนั้นจึงสามารถแยกแยะระหว่างดวงดาวและดาวเคราะห์ซึ่งเป็นสาเหตุของความสว่างที่สังเกตได้
โบนันซ่าแห่งดาวมวลต่ำ
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ [3] ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ VLT Kueyen ขนาด 8.2-m สำหรับงานนี้ ทำกำไรจากความสามารถมัลติเพล็กซ์ของสถานที่ FLAMES / UVES ที่อนุญาตให้รับสเปกตรัมความละเอียดสูงได้สูงสุด 8 วัตถุในเวลาเดียวกันพวกเขาได้ตรวจสอบดาวฤกษ์ผู้ผ่านการตรวจ 60 OGLE ซึ่งเป็นการวัดความเร็วรัศมีด้วยความแม่นยำประมาณ 50 m / s 4]
โปรแกรมที่มีความทะเยอทะยานนี้ส่งผลให้มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ที่ผ่านการเปลี่ยนแปลงห้าครั้ง (ดูเช่น ESO PR 11/04 สำหรับการประกาศของสองดาวเคราะห์)
ผู้สมัครการขนส่งอื่น ๆ ส่วนใหญ่ที่ระบุโดย OGLE ได้กลายเป็น eclipsing ไบนารีนั่นคือในกรณีส่วนใหญ่ดาวฤกษ์มวลเล็กและมวลต่ำที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ข้อมูลเพิ่มเติมที่เพิ่มขึ้นของดาวฤกษ์ที่มีขนาดเล็กและเบานั้นเป็นขุมทรัพย์ที่แท้จริงสำหรับนักดาราศาสตร์
ข้อ จำกัด ของความสัมพันธ์ระหว่างมวลและรัศมี
ดาวมวลต่ำเป็นวัตถุที่น่าสนใจเป็นพิเศษเช่นกันเนื่องจากสภาพทางกายภาพในการตกแต่งภายในของพวกมันมีลักษณะคล้ายกับดาวเคราะห์ยักษ์อย่างดาวพฤหัสในระบบสุริยะของเรา ยิ่งกว่านั้นการกำหนดขนาดของดาวฤกษ์ที่เล็กที่สุดจะให้ข้อมูลทางอ้อมที่สำคัญเกี่ยวกับพฤติกรรมของสสารภายใต้สภาวะที่รุนแรง [5]
จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้มีการสำรวจน้อยมากและไม่ค่อยมีใครรู้จักดาวฤกษ์มวลน้อย ในขณะนี้ค่าที่แน่นอนของรัศมีนั้นเป็นที่รู้จักกันเพียงสี่ดาวที่มีมวลน้อยกว่าหนึ่งในสามของมวลดวงอาทิตย์ (เทียบกับ ESO PR 22/02 สำหรับการตรวจวัดด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก) และไม่มีเลย สำหรับมวลต่ำกว่าหนึ่งในแปดของมวลดวงอาทิตย์
สถานการณ์นี้กำลังเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก อันที่จริงการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากได้นำไปสู่การค้นพบไบนารี eclipsing ใหม่เจ็ดแห่งซึ่งจะเก็บดาวที่มีมวลต่ำกว่าหนึ่งในสามของมวลดวงอาทิตย์
การสำรวจชุดใหม่นี้จึงเกือบจะเพิ่มจำนวนดาวมวลต่ำจำนวนสามเท่าซึ่งทราบรัศมีและมวลที่แม่นยำ และยิ่งกว่านั้นอีก - หนึ่งในดาวเหล่านี้กลายเป็นที่รู้จักน้อยที่สุด!
ดาวขนาดเท่าดาวเคราะห์
คำใบ้ดาวฤกษ์ที่เพิ่งค้นพบใหม่คือสหายของ OGLE-TR-122 ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปในกาแลคซีทางช้างเผือกซึ่งมองเห็นในทิศทางของกลุ่มดาวแครินาทางใต้
โปรแกรม OGLE เปิดเผยว่า OGLE-TR-122 ได้รับความสว่างร้อยละ 1.5 ทุก ๆ 7 วัน 6 ชั่วโมง 27 นาทีแต่ละครั้งใช้เวลาเพียง 3 ชั่วโมง (ประมาณ 188 นาที) การวัด FLAMES / UVES สร้างขึ้นในช่วง 6 คืนในเดือนมีนาคม 2547 เผยให้เห็นการแปรผันของความเร็วของรัศมีในช่วงเวลานี้ด้วยความกว้างประมาณ 20 กม. / วินาที นี่คือลายเซ็นที่ชัดเจนของดาวมวลต่ำมากใกล้กับขีด จำกัด การเผาไหม้ของไฮโดรเจนหรือโคจรรอบ OGLE-TR-122 เพื่อนคนนี้ได้รับชื่อ OGLE-TR-122b
ในขณะที่ Franisis Bouchy แห่ง Observatoire Astronomique Marseille Provence (ฝรั่งเศส) อธิบายว่า:“ เมื่อรวมกับข้อมูลที่รวบรวมโดย OGLE ข้อมูลสเปคตรัมของเราตอนนี้ทำให้เราสามารถกำหนดลักษณะของดาวฤกษ์มวลมากในระบบซึ่งดูเหมือนจะเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ ชอบ".
ข้อมูลนี้สามารถใช้เพื่อกำหนดมวลและรัศมีของสหายที่เล็กกว่ามาก OGLE-TR-122b อันที่จริงความลึก (การลดความสว่าง) ของการเคลื่อนผ่านให้การประมาณโดยตรงของอัตราส่วนระหว่างรัศมีของดาวฤกษ์ทั้งสองและวงโคจรสเปกโทรสโกปีให้ค่าที่ไม่ซ้ำกันของมวลของดาวหางเมื่อมวลของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เป็นที่รู้จัก .
นักดาราศาสตร์พบว่า OGLE-TR-122b มีน้ำหนักหนึ่งในสิบเอ็ดของมวลดวงอาทิตย์และมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่มีเพียงหนึ่งในแปดของดวงอาทิตย์ ดังนั้นแม้ว่าดาวฤกษ์จะยังคงมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสถึง 96 เท่า แต่มันก็ใหญ่กว่าดาวเคราะห์ยักษ์นี้เพียง 16%!
ดาวหนาแน่น
“ ลองจินตนาการว่าคุณเพิ่มมวลของมันเองถึง 95 เท่าของดาวพฤหัสและสุดท้ายก็จบลงด้วยดาวที่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยเล็กน้อย” Claudio Melo จาก ESO และสมาชิกทีมนักดาราศาสตร์ที่ทำการศึกษา “ วัตถุนั้นหดตัวเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับเรื่องเพิ่มเติมมากขึ้นเรื่อย ๆ ”
ความหนาแน่นของดาวฤกษ์ดังกล่าวมีความหนาแน่นของดวงอาทิตย์มากกว่า 50 เท่า
“ ผลลัพธ์นี้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของดาวฤกษ์ที่ดูเหมือนดาวเคราะห์อย่างเด่นชัดแม้จากระยะใกล้” เน้น Frederic Pont ของหอสังเกตการณ์เจนีวา (สวิตเซอร์แลนด์) “ ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะจินตนาการว่าแม้ว่าเราจะได้รับภาพจากยานสำรวจอวกาศในอนาคตที่เข้าใกล้วัตถุเช่นนี้ในระยะใกล้มันคงไม่สามารถแยกแยะได้ว่าเป็นดาวหรือดาวเคราะห์หรือไม่”
เช่นเดียวกับดวงดาวทุกดวง OGLE-TR-122b ผลิตพลังงานอย่างแท้จริงในการตกแต่งภายในโดยปฏิกิริยาทางนิวเคลียร์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีมวลน้อยการผลิตพลังงานภายในนี้จึงมีขนาดเล็กมากโดยเฉพาะเมื่อเทียบกับพลังงานที่ผลิตโดยดาวสหายคล้ายดวงอาทิตย์
สิ่งที่น่าสังเกตไม่น้อยก็คือความจริงที่ว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่อย่างมากเรียกว่า "จูปิเตอร์ร้อน" ซึ่งมีรัศมีซึ่งอาจใหญ่กว่าดาวฤกษ์ที่เพิ่งค้นพบใหม่ ยกตัวอย่างเช่นรัศมีของดาวเคราะห์นอกระบบ HD209458b นั้นใหญ่กว่าดาวพฤหัสประมาณ 30% มันใหญ่กว่า OGLE-TR-122b มาก!
masqueraders
การค้นพบนี้ยังมีความหมายที่ลึกซึ้งสำหรับการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบอย่างต่อเนื่อง การสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าวัตถุดาวฤกษ์บางชิ้นสามารถสร้างสัญญาณโฟโตเมทรีได้อย่างแม่นยำ (การเปลี่ยนแปลงความสว่าง) เช่นเดียวกับการเปลี่ยนดาวเคราะห์คล้ายดาวพฤหัส [6] ยิ่งไปกว่านั้นการศึกษาปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าดาวดังกล่าวไม่ได้หายาก
ดาวอย่าง OGLE-TR-122b เป็นผู้พิชิตในหมู่ดาวเคราะห์นอกระบบยักษ์และต้องมีการดูแลชั้นนอกสุดเพื่อแยกแยะพวกมันออกจากลูกพี่ลูกน้องของดาวเคราะห์ การเปิดโปงดาวฤกษ์ขนาดเล็กเหล่านี้สามารถทำได้ด้วยการติดตามการวัดสเปกตรัมความละเอียดสูงด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดเท่านั้น มีการทำงานล่วงหน้ามากขึ้นสำหรับกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่มาก!
ข้อมูลมากกว่านี้
ข้อมูลที่มีอยู่ในข่าวประชาสัมพันธ์นี้อ้างอิงจากบทความวิจัยที่จะปรากฏขึ้นในไม่ช้าเมื่อเขียนจดหมายถึงบรรณาธิการในวารสารการวิจัยชั้นนำ“ ดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์” (“ ดาว transiting ขนาดดาวเคราะห์รอบ OGLE-TR-122” โดย F. Pont et al.) กระดาษมีให้บริการในรูปแบบ PDF บนเว็บไซต์ A&A
หมายเหตุ
[1]: ดาวแคระน้ำตาลหรือ“ ดาวที่ล้มเหลว” เป็นวัตถุที่มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสถึง 75 เท่า มันมีขนาดเล็กเกินไปสำหรับกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่สำคัญที่จะจุดในภายใน
[2]: รัศมีของดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสนั้นเล็กกว่าดาวฤกษ์ประเภทสุริยะประมาณ 10 เท่ากล่าวคือมันครอบคลุมพื้นผิวของดาวฤกษ์ดวงนั้นประมาณ 1/100 และด้วยเหตุนี้มันจึงปิดกั้นแสงดาวฤกษ์ประมาณ 1% ระหว่างการขนส่ง
[3]: ทีมประกอบด้วย Fr? d? ric Pont, Michel Mayor, Didier Queloz และ St? phane Udry จากหอสังเกตการณ์เจนีวาในสวิตเซอร์แลนด์, Claudio Melo จาก ESO-Chile, Fran? ois Bouchy ที่ Observatoire Astronomique Marseille Provence ในฝรั่งเศส และ Nuno Santos แห่งหอดูดาวลิสบอนโปรตุเกส
[4]: จำนวนนี้จะวัดความเร็ว 180 กม. / ชม. จากการเปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่เกิดจากดาวพฤหัสนั้นประมาณ 13 m / s หรือ 47 km / h การเคลื่อนไหวนี้เป็นสัดส่วนกับมวลของดาวเคราะห์และแปรผกผันกับสแควร์รูทของระยะทางจากดาวฤกษ์
[5]: สำหรับดาวฤกษ์ปกติอย่างดวงอาทิตย์ซึ่งสสารนั้นมีลักษณะเป็นก๊าซสมบูรณ์แบบขนาดของดาวฤกษ์จะแปรผันตามมวล อย่างไรก็ตามสำหรับดาวมวลน้อยผลกระทบของควอนตัมก็มีความสำคัญและสสารดาวฤกษ์จะกลายเป็น "เสื่อมโทรม" ต่อต้านการบีบอัดมากกว่าก๊าซสมบูรณ์แบบ สำหรับวัตถุที่มีมวลต่ำกว่า 75 เท่าของมวลของดาวพฤหัสบดีนั่นคือดาวแคระน้ำตาลนั่นคือสสารเสื่อมและขนาดของมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับมวล
[6]: โปรดทราบว่าวัตถุที่กำลังเคลื่อนผ่านไกลออกไป - ดาวหรือดาวเคราะห์ - จะสร้างความสว่าง "จุ่ม" เสมอ แต่ความสว่างนั้นเป็นของตัวเอง ก่อนและหลังการขนส่งความสว่างที่บันทึกไว้จะเท่ากับผลรวมของความสว่างของดาวกลางและของวัตถุที่โคจร ในระหว่างการเคลื่อนย้ายความสว่างที่บันทึกไว้คือผลรวมนี้จะลบแสงที่ปล่อยออกมาจากส่วนหนึ่งของดาวกลางที่ถูกบดบัง
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
