เครดิตรูปภาพ: ESO
การใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO ที่ Paranal และชุดกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและอวกาศในการศึกษานานสี่ปีทีมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศได้ทำการตรวจวัดเป็นครั้งแรกมวลของดาวที่เท่ห์และดาวแคระน้ำตาลคู่หู . ดาวทั้งสองก่อตัวเป็นระบบดาวคู่และโคจรรอบกันและกันภายในเวลาประมาณ 10 ปี
ทีมได้รับภาพความละเอียดสูงใกล้อินฟราเรด บนพื้นดินพวกเขาเอาชนะผลเบลอของบรรยากาศบนพื้นโลกโดยใช้เทคนิคการปรับเลนส์ นักดาราศาสตร์สามารถวัดมวลรวมของดาวฤกษ์ได้อย่างแม่นยำ ข้อมูลเพิ่มเติมและการเปรียบเทียบกับแบบจำลองดาวฤกษ์จะให้มวลของส่วนประกอบแต่ละตัว
ดาวฤกษ์ที่หนักกว่าสองดวงมีมวลประมาณ 8.5% ของมวลดวงอาทิตย์และดาวแคระน้ำตาลของมันนั้นมีน้ำหนักเบากว่าเพียง 6% ของมวลดวงอาทิตย์ วัตถุทั้งสองมีอายุน้อยประมาณ 500-1,000 ล้านปี
การสำรวจเหล่านี้แสดงถึงขั้นตอนเด็ดขาดที่มีต่อการสอบเทียบแบบจำลองวิวัฒนาการดาวฤกษ์สำหรับดาวมวลต่ำมาก
โทรศัพท์หมายเลขดาว
แม้ว่านักดาราศาสตร์จะพบดาวมวลต่ำและดาวแคระน้ำตาลหลายร้อยดวง แต่คุณสมบัติพื้นฐานของวัตถุที่รุนแรงเหล่านี้เช่นมวลและอุณหภูมิพื้นผิวยังไม่เป็นที่รู้จัก ภายในสวนสัตว์แห่งจักรวาลดาวที่เยือกเย็นที่สุดเหล่านี้เป็นตัวแทนของวัตถุ“ ตัวกลาง” ระหว่างดาวเคราะห์ยักษ์ - เช่นดาวพฤหัส - และดาว“ ปกติ” ที่มีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ของเราและการเข้าใจพวกมันเป็นอย่างดีจึงมีความสำคัญต่อสนามดาราศาสตร์ .
ปัญหาของดาวฤกษ์ที่เย็นมากเหล่านี้คือตรงกันข้ามกับดาวปกติที่เผาไหม้ไฮโดรเจนในแกนกลางของพวกมันไม่มีความสัมพันธ์ที่เป็นเอกลักษณ์ระหว่างความส่องสว่างของดาวฤกษ์กับมวลของมัน อันที่จริงความส่องสว่างและอุณหภูมิพื้นผิวของดาวแคระเย็นเป็นพิเศษนั้นขึ้นอยู่กับอายุและมวลของมัน ดาวแคระที่เยือกเย็นและมีขนาดค่อนข้างใหญ่กว่าอายุมากกว่าจะมีอุณหภูมิเท่ากันกับดาวที่อายุน้อยกว่าและมีมวลน้อยกว่า
ดังนั้นจึงเป็นเป้าหมายพื้นฐานของฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมัยใหม่เพื่อให้ได้มวลของดาวแคระที่เยือกเย็นเป็นพิเศษ ในหลักการนี้เป็นไปได้โดยการศึกษาวัตถุดังกล่าวที่เป็นสมาชิกในระบบเลขฐานสอง
นี่คือสิ่งที่ทีมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศทำในการศึกษาระบบดาวคู่แบบไบนารีเป็นระยะเวลาสี่ปีด้วยดาวแคระที่เย็นเป็นพิเศษโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ชั้นสูงมากมายรวมถึงกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ของ ESO และ Keck ฉันและเมถุนตอนเหนือในฮาวายและกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ระบบนี้ - ด้วยชื่อหมายเลขโทรศัพท์ 2MASSW J0746425 + 2000321 - ตั้งอยู่ในระยะทาง 40 ปีแสง
นักดาราศาสตร์ใช้การถ่ายภาพความละเอียดสูงเชิงมุมเพื่อดูดาวทั้งคู่ในระบบเลขฐานสองและเพื่อวัดการเคลื่อนที่ในช่วงเวลาสี่ปี อย่างไรก็ตามการพูดนี้ทำได้ง่ายกว่าการทำเนื่องจากการแยกบนท้องฟ้าระหว่างดาวทั้งสองนั้นค่อนข้างเล็ก: ระหว่าง 0.13 ถึง 0.22 อาร์เซค นี่สอดคล้องกับขนาดของเหรียญ 1 ยูโรที่มองเห็นในระยะทางประมาณ 25 กม.
การแยกนี้มีขนาดเล็กมากซึ่งปกติแล้วจะไม่สามารถแยกความแตกต่างของดาวทั้งสองได้เนื่องจากผลเบลอของความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศ (“ การมองเห็น”) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคการปรับเลนส์ วิธีการที่ยอดเยี่ยมนี้ใช้การวัดคุณภาพของภาพในแบบเรียลไทม์และส่งสัญญาณการแก้ไขที่สอดคล้องกันสูงสุด 100 เท่าทุกวินาทีไปยังกระจก deformable ขนาดเล็กซึ่งตั้งอยู่ด้านหน้าของเครื่องตรวจจับ ในขณะที่กระจกทำการปรับเปลี่ยนรูปร่างอย่างต่อเนื่องผลกระทบจากการปั่นป่วนจะถูกทำให้เป็นกลาง นำไปใช้กับ VLT เทคนิคนี้ส่งผลให้ภาพที่คมชัดกว่า "เห็น" อย่างน้อยสิบเท่าดังนั้นจึงแสดงรายละเอียดเพิ่มเติมมากมายในวัตถุที่สังเกต
ที่กล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่มากนักดาราศาสตร์ใช้เครื่องมือ NACO สำหรับการปรับตัวที่ทันสมัย พูดว่า Herv Bouy ผู้เขียนหลักของกระดาษที่นำเสนอผลลัพธ์ที่อธิบายไว้ที่นี่:“ NACO เสนอความเป็นไปได้ในการทำงานในอินฟราเรดและเหมาะสำหรับการศึกษาดาวฤกษ์ที่เย็นมากซึ่งเปล่งแสงส่วนใหญ่ในช่วงความยาวคลื่นนี้ ด้วยการรวมกันของประสิทธิภาพสูงของ NACO และ VLT และสภาพบรรยากาศที่ยอดเยี่ยมที่ Paranal ทำให้เราสามารถบรรลุภาพที่คมชัดมากของระบบดาวคู่ระบบนี้เกือบจะดีเท่ากับว่ากล้องโทรทรรศน์ตั้งอยู่ในอวกาศ”
สุดยอดและอาหาร
ในระหว่างการศึกษาสี่ปีที่ยาวนานมีการวัดตำแหน่งสัมพัทธ์เจ็ดตำแหน่งที่แตกต่างกันขององค์ประกอบทั้งสองของระบบเลขฐานสองและ Herv? Bouy และเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถตัดสินด้วยความแม่นยำที่ดีเกี่ยวกับวงโคจรของดาวฤกษ์ พวกเขาพบว่าดาวฤกษ์ทั้งสองหมุนรอบกันและกันรอบทุก ๆ 10 ปีและการแยกทางกายภาพของพวกมันนั้นมีระยะห่างจากโลกถึงดวงอาทิตย์เพียง 2.5 เท่าตามที่นักดาราศาสตร์กล่าวว่า 2.5 หน่วยดาราศาสตร์ การใช้กฎของเคปเลอร์นั้นเป็นเรื่องง่ายที่จะได้รับมวลรวมของระบบ ค่าที่ได้รับน้อยกว่า 15% ของมวลดวงอาทิตย์
จากนั้นนักดาราศาสตร์ก็ใช้ข้อมูลเชิงแสงของดาวแต่ละดวงที่ได้จากคลื่นหลายลูกรวมถึงสเปกตรัมที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเพื่อศึกษาวัตถุทั้งสองในรายละเอียดเพิ่มเติม จากการใช้แบบจำลองดาวฤกษ์ล่าสุดของกลุ่ม Ecole Normale Sup? rieure de Lyon พวกเขาพบว่าดาวทั้งสองมีอุณหภูมิพื้นผิวที่เท่ากันโดยประมาณ 1,500? C (1800 K) สำหรับดาวนี่มันยอดเยี่ยมมากแน่นอน - จากการเปรียบเทียบอุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์สูงกว่าสามเท่า
เมื่อใช้แบบจำลองเชิงทฤษฎีทีมก็พบว่าดาวฤกษ์ทั้งสองนั้นค่อนข้างเล็ก (ในแง่ดาราศาสตร์) - อายุของพวกเขาอยู่ระหว่าง 500 ถึง 1,000 ล้านปีเท่านั้น มวลที่มากขึ้นของทั้งสองมีมวลระหว่าง 7.5 ถึง 9.5% มวลของดวงอาทิตย์ในขณะที่สหายของมันมีมวลอยู่ระหว่าง 5 ถึง 7% ของมวลดวงอาทิตย์
วัตถุที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 7% ของดวงอาทิตย์ของเรานั้นถูกเรียกว่า“ ดาวแคระน้ำตาล” หลากหลายชนิด“ ดาวที่ล้มเหลว” หรือ“ ดาวเคราะห์ซุปเปอร์” แท้จริงแล้วเนื่องจากพวกมันไม่มีการสร้างพลังงานอย่างยั่งยืนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ความร้อนภายในของพวกเขาคุณสมบัติหลายอย่างของพวกมันจึงคล้ายกับดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ในระบบสุริยะของเราเช่นดาวพฤหัสบดีมากกว่าดวงดาวเหมือนดวงอาทิตย์
ระบบ 2MASSW J0746425 + 2000321 นั้นดูเหมือนจะประกอบด้วยดาวแคระสีน้ำตาลที่โคจรรอบดาวแคระที่มีมวลสูงมากเป็นพิเศษ มันเป็น "หิน Rosetta" ที่แท้จริงในสนามใหม่ของดาราศาสตร์ดาราศาสตร์ดาวฤกษ์มวลต่ำและการศึกษาเพิ่มเติมจะให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับวัตถุเหล่านี้ในเขตเปลี่ยนผ่านระหว่างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์อย่างแน่นอน
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
