Starptautiska astronomu komanda ir precīzi noteikusi vismazākās līdz šim zināmās zvaigznes degšanas zvaigznes rādiusu un masu.
Novērojumi tika veikti 2004. gada martā ar daudzšķiedru spektrogrāfu FLAMES 8,2 m VLT Kueyen teleskopā ESO Paranal Observatory (Čīle). Tie ir daļa no lielas programmas, kuras mērķis ir precīza radiālā ātruma mērīšana sešdesmit zvaigznēm, kurām OGLE apsekojuma laikā ir konstatēts īslaicīgs spilgtuma kritums.
Astronomiem atklājas, ka zvaigznes, kas pazīstama kā OGLE-TR-122, gaismas līknē redzamo kritumu izraisa ļoti mazs zvaigžņu pavadonis, aizēnojot šo saules gaismai līdzīgo zvaigzni reizi 7,3 dienās.
Šis pavadonis ir 96 reizes smagāks nekā planēta Jupiters, bet tikai par 16% lielāks. Tā ir pirmā reize, kad tiešie novērojumi parāda, ka zvaigznes, kas ir mazāk masīvas nekā 1/10 no Saules masas, ir gandrīz tāda paša izmēra kā milzu planētas. Šis fakts acīmredzami būs jāņem vērā, veicot pašreizējos tranzīta eksoplanetu meklēšanas pasākumus.
Turklāt novērojumi, izmantojot ļoti lielo teleskopu, ļāva atklāt septiņus jaunus aptumšojošos bināros attēlus, kas satur zvaigznes, kuru masa ir mazāka par vienu trešdaļu Saules masas, un tas ir īsts astronomu gailis.
OGLE aptauja
Kad planēta iet garām tās vecākajai zvaigznei (skatoties no Zemes), tā no mūsu skata bloķē nelielu zvaigznītes gaismas daļu [1].
Šie “planētu tranzīti” rada lielu interesi, jo tie ļauj astronomiem unikālā veidā izmērīt eksoplanetu masu un rādiusu. Tāpēc tiek veikti vairāki apsekojumi, kas mēģina atrast šos citu pasauļu vājos parakstus.
Viena no šīm programmām ir OGLE aptauja, kas sākotnēji tika izstrādāta, lai noteiktu mikroliešanas notikumus, pārraugot ļoti liela skaita zvaigžņu spilgtumu ilgos laika intervālos. Pēdējo gadu laikā tas ir iekļāvis arī periodisku, ļoti seklu “kritumu” meklēšanu zvaigžņu spilgtumā, ko izraisa mazu orbītā esošo objektu (mazu zvaigžņu, brūno punduru [2] vai Jupitera lieluma planētu) regulārs tranzīts. Kopš tā laika OGLE komanda ir paziņojusi 177 “planētu tranzīta kandidātus” no viņu simtiem tūkstošu zvaigžņu apsekojuma trīs dienvidu debesu laukos - viens Galaktiskā centra virzienā, otrs Karīnas zvaigznājā un trešais Kentauru / Musca zvaigznājos.
Tranzīta objekta raksturu tomēr var noteikt tikai ar turpmākiem vecāku zvaigznes radiālā ātruma novērojumiem. Ātruma variāciju lielums (amplitūda) ir tieši saistīts ar pavadošā objekta masu un tāpēc ļauj diskriminēt zvaigznes un planētas kā novērotā spilgtuma “krituma” cēloni.
Bonanza zema līmeņa zvaigznēm
Starptautiska astronomu komanda [3] šim darbam ir izmantojusi 8,2 m garu VLT Kueyen teleskopu. Gūstot labumu no objekta FLAMES / UVES daudzkārtējās kapacitātes, kas ļauj vienlaikus iegūt augstas izšķirtspējas spektru līdz 8 objektiem, viņi ir apskatījuši 60 OGLE tranzīta kandidātu zvaigznes, izmērot to radiālos ātrumus ar precizitāti aptuveni 50 m / s [ 4].
Šīs vērienīgās programmas rezultātā līdz šim ir atklātas piecas jaunas tranzīta tranzoplanētas (sk., Piemēram, ESO PR 11/04, lai paziņotu par divām no tām).
Lielākā daļa citu OGLE identificēto tranzīta kandidātu ir izrādījušies aptumšojoši binārie burti, tas ir, vairumā gadījumu parastās, mazās un mazās masas zvaigznes, kas iet pretī saulei līdzīgai zvaigznei. Šī papildu datu bagātība par mazām un gaišām zvaigznēm ir īsts negaidīts astronomu vidū.
Ierobežo masas un rādiusa attiecību
Zema masas zvaigznes ir ārkārtīgi interesanti objekti arī tāpēc, ka fiziskajiem apstākļiem to interjerā ir daudz kopīga ar milzu planētu apstākļiem, piemēram, Jupiteram mūsu Saules sistēmā. Turklāt mazāko zvaigžņu izmēru noteikšana sniedz netiešu, būtisku informāciju par matērijas izturēšanos ekstremālos apstākļos [5].
Vēl nesen tika veikts ļoti maz novērojumu, un maz bija zināms par zema masas zvaigznēm. Šobrīd precīzas rādiusa vērtības ir zināmas tikai četrām zvaigznēm, kuru masa ir mazāka par vienu trešdaļu no Saules masas (sk. ESO PR 22/02 mērījumiem, kas veikti ar ļoti lielu teleskopa interferometru), un tādu nav vispār. masām, kas ir mazāk par vienu astoto daļu no saules masas.
Tagad šī situācija dramatiski mainās. Patiešām, novērojumi, izmantojot ļoti lielo teleskopu, līdz šim ir atklājuši septiņus jaunus aptumšojošos bināros attēlus, kas satur zvaigznes, kuru masa ir mazāka par vienu trešdaļu no Saules masas.
Tādējādi šis jaunais novērojumu komplekts gandrīz trīskāršo mazas masas zvaigžņu skaitu, par kurām ir zināmi precīzi rādiusi un masas. Un vēl labāk - viena no šīm zvaigznēm tagad izrādās mazākā zināmā!
Planētas izmēra zvaigznes
Jaunatklātais zvaigžņu rūķis ir OGLE-TR-122, diezgan attālas Piena ceļa galaktikas zvaigzne, pavadīts dienvidu zvaigznāja Karīnas virzienā.
OGLE programma atklāja, ka OGLE-TR-122 piedzīvo 1,5% spilgtuma kritumu reizi 7 dienās 6 stundās un 27 minūtēs, katru reizi ilgstot nedaudz vairāk par 3 stundām (apmēram 188 minūtes). FLAMES / UVES mērījumi, kas veikti 6 naktīs 2004. gada martā, atklāj radiālā ātruma izmaiņas šajā laika posmā ar amplitūdu aptuveni 20 km / s. Tas skaidri norāda uz ļoti mazas masas zvaigzni, kas atrodas tuvu ūdeņraža sadedzināšanas robežai un riņķo ap OGLE-TR-122. Šis pavadonis saņēma vārdu OGLE-TR-122b.
Kā skaidro Frančijs Boučijs no Observatoire Astronomique Marseille Provence (Francija): “Apvienojumā ar OGLE apkopoto informāciju mūsu spektroskopiskie dati tagad ļauj mums noteikt masīvākās zvaigznes raksturu sistēmā, kas, šķiet, ir saules patīk ”.
Šo informāciju pēc tam var izmantot, lai noteiktu daudz mazāka pavadoņa OGLE-TR-122b masu un rādiusu. Tiešām, tranzīta dziļums (spilgtuma samazināšanās) dod tiešu aplēsi attiecībai starp divu zvaigžņu rādiusu, un spektroskopiskā orbīta nodrošina unikālu pavadoņa masas vērtību, tiklīdz ir zināma lielākas zvaigznes masa. .
Astronomi atklāj, ka OGLE-TR-122b sver vienu vienpadsmito daļu no Saules masas, un tā diametrs ir tikai viena astotā daļa no Saules masas. Tādējādi, kaut arī zvaigzne joprojām ir 96 reizes lielāka par Jupiteru, tā ir tikai par 16% lielāka nekā šī milzu planēta!
Blīva zvaigzne
“Iedomājieties, ka jūs Jupiteram pievienojat 95 reizes lielāku masu, un tomēr galu galā esat ar zvaigzni, kas ir tikai nedaudz lielāka”, iesaka Klaudio Melo no ESO un astronomu komandas loceklis, kurš veica pētījumu. "Objekts vienkārši sarūk, lai būtu vieta papildu lietām, kļūstot arvien blīvākām."
Šādas zvaigznes blīvums ir vairāk nekā 50 reizes lielāks par Saules blīvumu.
“Šis rezultāts parāda tādu zvaigžņu esamību, kuras pārsteidzoši izskatās pēc planētām pat no tuvuma”, uzsver Frederiks Ponts no Ženēvas observatorijas (Šveice). "Vai nav dīvaini iedomāties, ka pat tad, ja mēs saņemtu attēlus no nākotnes kosmosa zondes, kas tuvojas šādam objektam tuvākā attālumā, nebūtu viegli pamanīt, vai tā ir zvaigzne vai planēta?"
Kā visas zvaigznes, OGLE-TR-122b patiešām rada enerģiju tā iekšienē ar kodolreakciju palīdzību. Tomēr, ņemot vērā zemo masu, šī iekšējā enerģijas ražošana ir ļoti maza, it īpaši salīdzinājumā ar enerģiju, ko ražo tai saulei līdzīgā pavadoņa zvaigzne.
Ne mazāk pārsteidzošs ir fakts, ka eksoplanetēm, kas riņķo ļoti tuvu savai vieszvaigznei, tā saucamajiem “karstajiem Jupiteriem”, ir rādiuss, kas var būt lielāks par jaunatklāto zvaigzni. Piemēram, eksoplanētas HD209458b rādiuss ir par aptuveni 30% lielāks nekā Jupitera rādiuss. Tādējādi tas ir ievērojami lielāks nekā OGLE-TR-122b!
Maskavieši
Šis atklājums dziļi ietekmē arī notiekošo eksoplanetu meklēšanu. Šie novērojumi skaidri parāda, ka daži zvaigžņu objekti var radīt tieši tādus pašus fotometriskos signālus (spilgtuma izmaiņas) kā caur Jupiteru līdzīgās planētas [6]. Turklāt šis pētījums parādīja, ka šādas zvaigznes nav retums.
Tādas zvaigznes kā OGLE-TR-122b tādējādi ir masku veidotāji milzu eksoplanetu vidū, un ir nepieciešama vislielākā piesardzība, lai tās atšķirtu no planētas brālēniem. Atklāt šādas mazas zvaigznes var tikai ar augstas izšķirtspējas spektrālajiem mērījumiem, izmantojot lielākos teleskopus. Ļoti lielais teleskops vēl priekšā!
Vairāk informācijas
Šajā paziņojumā presei sniegtā informācija ir balstīta uz pētījumu, kas drīz parādīsies kā vēstule redaktoram vadošajā pētījumu žurnālā “Astronomy & Astrophysics” (“Planētas lieluma tranzīta zvaigzne ap OGLE-TR-122”, F. Pont et al.). Raksts ir pieejams PDF formātā A&A vietnē.
Piezīmes
[1]: Brūnie punduri jeb “neizdevušās zvaigznes” ir objekti, kas ir līdz 75 reizēm masīvāki nekā Jupiters. Tie ir pārāk mazi, lai lielākie kodolsintēzes procesi varētu aizdegties tā iekšienē.
[2]: Jupitera izmēra planētas rādiuss ir apmēram 10 reizes mazāks nekā saules tipa zvaigznei, ti, tas aptver apmēram 1/100 no šīs zvaigznes virsmas un līdz ar to tas bloķē apmēram 1% no zvaigžņu gaismas tranzīta laikā.
[3]: Komandas sastāvā ir fronts Ponts, Mišels mērs, Didjē Kvelozs un Sv. Phane Udry no Ženēvas observatorijas Šveicē, Klaudio Melo no ESO un Čīles, Franciss Bouchy Observatoire Astronomique Marseille Provence Francijā. , un Nuno Santos no Lisabonas Astronomical Observatory, Portugāle.
[4]: Tas nozīmē, ka mēra ātrumu 180 km / h. Salīdzinājumam - Jupitera ierosinātā Saules kustība ir aptuveni 13 m / s vai 47 km / h. Šī kustība ir proporcionāla planētas masai un apgriezti proporcionāla tās attāluma no zvaigznes kvadrātsaknei.
[5]: Tādai normālai zvaigznei kā Saule, kuras matērija uzvedas kā perfekta gāze, zvaigžņu izmērs ir proporcionāls masai. Tomēr zema masas zvaigznēm kvantu efekti kļūst svarīgi, un zvaigžņu matērijas kļūst “deģenerētas”, pretojoties saspiešanai daudz vairāk nekā perfekta gāze. Objektiem, kuru masa ir mazāka par 75 reizēm nekā Jupitera masa, t.i., brūnajiem punduriem, viela ir pilnībā deģenerēta, un to lielums nav atkarīgs no masas.
[6]: Ņemiet vērā, ka tālu tranzīta objekts - zvaigzne vai planēta - vienmēr radīs spilgtumu “kritumu”, lai arī cik spožs tas pats ir. Pirms un pēc tranzīta ierakstītais spilgtums ir vienāds ar centrālās zvaigznes un orbītā esošā objekta spilgtuma summu. Tranzīta laikā ierakstītais spilgtums ir šī summa, no kuras atskaitīta gaisma, kuru izstaro centrālās zvaigznes daļa, kas ir aizēnota.
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
