Někdy jsou ty nejpodivnější hvězdné nálezy přímo v našem vlastním kosmickém sousedství. Astronomové nedávno učinili zajímavý objev, když testovali novou sadu dalekohledů: an zákrytová dvojice subhvězdných hnědých trpaslíků.
Nález je 2MASSW J1510478-281817, také označovaný jako 2M1510. Zkratka „2MASS“ v označení odkazuje na 2-Micron All-Sky Survey. Dvojice se nachází ve vzdálenosti 119 světelných let (36,6 parseků) v souhvězdí Váhy, poblíž její hranice s vlkem Lupusem.
Průzkumné dalekohledy, které provedly nález, jsou součástí SPECULOOS projekt (Search for habitable Planets EClipsing ULTra-COOl Stars), baterie čtyř dalekohledů Ritchey-Chrétien o průměru 1 metr umístěných v komplexu Paranal Observatory v Chile. Pátý protějšek s názvem Artemis umístěný na Kanárských ostrovech je součástí průzkumu SPECULOOS North.
Kopule dvou prvních dalekohledů SPECULOOS na observatoři ESO Paranal. VLT je vidět na pozadí. Kredit: ESO/G. Lambert.
The dva hnědí trpaslíci obíhají kolem sebe jednou za 21 dní, přičemž 2M1510Aa je o něco hmotnější z těchto dvou s hmotností 40 Jupiteru oproti svému společníkovi 2M1510Ab s hubenější hmotností 39,3 Jupiteru. Oba jsou hnědí trpaslíci typu M a obíhají kolem společného barycentra vzdáleného pouze 0,063 AU (5,9 milionu mil nebo 9,5 milionu kilometrů).
Třetí, vzdálenější hnědý trpaslík označený jako 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) je také součástí komplexního systému. Tento třetí objekt obíhá ve vzdálenosti 250 astronomických jednotek (AU) od primárního páru. To je více než šestinásobek průměrné vzdálenosti od Slunce k Plutu.
„Program SPECULOOS hledá exoplanety procházející hvězdami s velmi nízkou hmotností a hnědými trpaslíky a pár hnědých trpaslíků těsně vedle sebe na obloze se zdál jako dobrý cíl,“ říká Adam Burgasser z UC San Diego, autor projektu studie. 'Byli jsme překvapeni, když jsme zjistili, že to byli skutečně tři hnědí trpaslíci!'
O nálezu informovali v nedávném deníku Příroda: Astronomie .Výzkumníci použili čtyři 8,2metrové přístroje, které tvoří Very Large Telescope, který se také nachází v Cerro Paranal, Chile v poušti Atacama, a Near-infrared Spectrograph (NIRSPEC) umístěný na observatoři Keck na vrcholu Mauna Kea na Havaji, aby ověřili nalézt. Oba jsou vybaveny k měření rychlostí v infračerveném pásmu, kde vrcholí hnědí trpaslíci. Pozorovaná událost zatmění trvala asi 90 minut.
Grafy zobrazující událost zatmění hnědého trpaslíka. Kredit: Triaud et al.
„Je to (2M1510) část cílového seznamu SPECULOOS, který obsahuje všechny ultrachladné trpaslíky, jejichž vzdálenost je menší než 40 parseků měřená satelitem Gaia a jejichž poloměr je menší než 0,15 poloměru Slunce,“ říká Michaël Gillon (University of Liege, Belgie). . 'S SPECULOOS bychom měli v příštích několika letech detekovat několik podobných systémů, včetně nových potenciálně obyvatelných planet o velikosti Země, které jsou vhodné pro podrobnou charakterizaci atmosféry s Jamesem Webbem.'
Hnědí trpaslíci zabírají zónu mezi plnohodnotnými hvězdami o hmotnosti 80krát větší než Jupiter (7,7 % hmotnosti Slunce) a 13 hmotnostech Jupiteru. Dvojice 2M1510 jsou oba hnědí trpaslíci typu M, zabírající prostor přímo ve středu tohoto hmotnostního rozsahu. Přestože hnědí trpaslíci nejsou dostatečně hmotní, aby udrželi plnohodnotnou fúzi prostřednictvím proton-protonového řetězce jako hvězdy červeného trpaslíka, stále mohou pomalu vařit pomocí nízkoúrovňové fúze deuteria v jejich jádrech. Průměrná povrchová teplota M-trpaslíka je 2 600 Kelvinů (2 300 stupňů Celsia).
Ačkoli jsou hnědí trpaslíci slabými cíli, jsou také pravděpodobně jedním z nejběžnějších objektů ve vesmíru.
Objev představuje teprve druhý takový známý pár zákrytových hnědých trpaslíků. Prvním je vyřešený pár 2MASS J05352184-0546085AB v mlhovině v Orionu, relativně mladý pár, jehož stáří se odhaduje pouze na jeden milion let.
Další zajímavý pár hnědých trpaslíků byl nalezen v roce 2003 kolem hvězdy hlavní posloupnosti Epsilon Indi.
Průzkum SPECULOOS se bude specializovat na zaměřování exoplanet v obyvatelných zónách chladných trpasličích hvězd. Jedna taková trpasličí hvězda ukrývající exoplanety se jmenovala TRAPPIST-1 se objevily ve zprávách v roce 2015 a takové „mini-solární systémy“ mohou být ve vesmíru běžné.
„2M1510 byl pozorován jako součást programu uvedení do provozu SPECULOOS,“ říká Burgasser. 'Teleskopy jsou v provozu a tým monitoruje několik málo hmotných hvězd a hnědých trpaslíků, aby hledal tranzitující exoplanety.' Sledujeme také (na) některé kandidátské systémy exoplanet objevené společností TESS (transiting Exoplanet Survey Satellite). Kdykoli jsme schopni podívat se na vesmír novým způsobem, často objevíme něco vzrušujícího nebo neočekávaného.“
2M1510 je také členem skupiny hvězd Argus Moving Group. Tato 45 milionů let stará kupa relativně mladých hvězd byla objevena v roce 2018. Členství ve hvězdné asociaci nebo pohybující se skupině prozrazují hvězdy sdílející společný správný pohyb po obloze. Hyády v souhvězdí Býka jsou slavnou blízkou hvězdnou asociací, stejně jako Ursa Major Moving Group, která obsahuje většinu hvězd v asterismu Velkého vozu.
Objev je důležitý, protože nejen členství páru hnědých trpaslíků jako součást Argus Moving Group určuje věk páru, ale také jejich fyzické spojení spolu se skutečností, že se vzájemně zatmí podél našeho zorného pole, umožňuje astronomové dále charakterizovat dva z hlediska hmotnosti. Sub-hvězdní hnědí trpaslíci, jako je pár 2M1510, jsou považováni za velmi podobné masivním exoplanetám.
Široký pár hnědých trpaslíků 2M1510A/B. Kredit: Astronomické datové centrum ve Štrasburku / SIMBAD / PanSTARRS.
Tento zajímavý objev umožňuje výzkumníkům nejen charakterizovat velké masové exoplanety, ale také otestovat modely toho, jak se hnědí trpaslíci vyvíjejí a ochlazují.
'Naše měření nám říkají, že hmotnost, poloměr a stáří lze velmi dobře vysvětlit modely, jejichž základy jsou 30 let staré,' říká Amaury Triaud z University of Birmingham, hlavní autor studie. 'To je pozoruhodné.' Také nám říká, že svítivost hnědých trpaslíků je ve srovnání s modely trochu mimo. Takže nyní víme, že modely jsou velmi dobré, ale stále je musíme vylepšovat.“
Bylo by zvláštní vidět takový pár zblízka: v naší sluneční soustavě neexistuje žádný analog pro hnědého trpaslíka. Bude zajímavé sledovat, jaké další objevy vzejdou z průzkumu SPECULOOS v blízké budoucnosti.
- Hlavní obrazový kredit: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.