Tín dụng hình ảnh: ESO
Một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu đã tìm thấy ngôi sao lùn nâu gần nhất từng được phát hiện. Epsilon Indi B có khối lượng gấp 45 lần sao Mộc và mất 400 năm để quay quanh ngôi sao chính.
Một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu [2] đã phát hiện ra một vật thể Lùn nâu (một ngôi sao ’thất bại) cách Mặt trời chưa đầy 12 năm ánh sáng. Nó là gần nhất được biết đến.
Bây giờ được chỉ định là Epsilon Indi B, nó là bạn đồng hành với một ngôi sao sáng nổi tiếng trên bầu trời phía nam, Epsilon Indi (nay là Epsilon Indi A chanh), trước đây được cho là độc thân. Hệ thống nhị phân là một trong hai mươi hệ thống sao gần nhất với Mặt trời.
Sao lùn nâu được phát hiện từ chuyển động tương đối nhanh trên bầu trời mà nó chia sẻ với người bạn đồng hành sáng sủa hơn: cặp đôi di chuyển đường kính mặt trăng đầy đủ trong vòng chưa đầy 400 năm. Nó lần đầu tiên được xác định bằng cách sử dụng các tấm ảnh lưu trữ được số hóa từ SuperCOSMOS Sky Surveyys (SSS) và được xác nhận bằng dữ liệu từ Two Micron All Sky Survey (2MASS). Các quan sát tiếp theo với thiết bị SOFI nhạy hồng ngoại gần trên Kính thiên văn công nghệ mới ESO 3,5 m (NTT) tại Đài thiên văn La Silla đã xác nhận bản chất của nó và đã cho phép đo các tính chất vật lý của nó.
Epsilon Indi B có khối lượng chỉ bằng 45 lần Sao Mộc, hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và nhiệt độ bề mặt chỉ 1000? C. Nó thuộc về cái gọi là thể loại ‘T lùn, các vật thể nằm giữa miền giữa các ngôi sao và các hành tinh khổng lồ.
Epsilon Indi B là sao lùn T gần nhất và sáng nhất được biết đến. Các nghiên cứu trong tương lai về vật thể mới hứa hẹn sẽ cung cấp cho các nhà thiên văn học những manh mối mới quan trọng về sự hình thành và tiến hóa của các thiên thể kỳ lạ này, đồng thời mang lại những hiểu biết thú vị về khu vực biên giới giữa các hành tinh và các ngôi sao.
Kim di chuyển nhỏ trong đống cỏ khô khổng lồ
Hãy tưởng tượng bạn là một nhà thuyết minh chuyên nghiệp, gần đây đã trở về nhà sau một chuyến thám hiểm đến các khu rừng ở Nam Mỹ, nơi bạn đã dành nhiều tuần để sử dụng ống kính tele công suất cao để tìm kiếm các loài chim quý hiếm. Thư giãn, bạn chụp một vài bức ảnh chụp góc rộng của những bông hoa đang nở rộ trong khu vườn sau nhà, không bị thu hút bởi con chim đen thông thường bay ngang qua kính ngắm của bạn. Chỉ sau này, khi so sánh cẩn thận những cái bẫy đó, bạn mới nhận thấy một thứ nhỏ bé và có màu sắc khác thường, nằm sát sau con chim đen: bạn đã phát hiện ra một con chim kỳ lạ, quý hiếm, ngay tại nhà.
Cũng giống như vậy, một nhóm các nhà thiên văn học [2] vừa tìm thấy một trong những người hàng xóm gần nhất với Mặt trời, một 'ngôi sao thất bại' kỳ lạ được gọi là 'sao lùn nâu', di chuyển nhanh chóng trên bầu trời ở chòm sao phương nam Indus ( Người Ấn Độ). Thật thú vị, tại thời điểm kính viễn vọng ngày càng lớn hơn và được trang bị đầu dò điện tử tinh vi hơn bao giờ hết, vẫn còn nhiều điều phải học bằng cách kết hợp các tấm ảnh cũ với công nghệ hiện đại này.
Các tấm ảnh được chụp bằng kính viễn vọng trường rộng (trong thời gian qua) đã được cho thuê một cuộc sống mới thông qua việc số hóa bằng máy đo tự động, cho phép máy tính truy tìm hiệu quả thông qua kho lưu trữ dữ liệu khổng lồ và vô giá mà đến nay vẫn chưa có khai thác triệt để [3]. Đối với bầu trời phía Nam, Viện Thiên văn học ở Edinburgh (Scotland, Vương quốc Anh) gần đây đã phát hành các bản quét được thực hiện bởi máy SuperCOSMOS của các tấm trải dài vài thập kỷ trong ba băng thông quang. Những dữ liệu này hoàn toàn phù hợp với việc tìm kiếm các vật thể có chuyển động lớn và màu sắc cực đoan, chẳng hạn như các sao lùn nâu trong vùng lân cận Mặt trời.
Mọi thứ đang chuyển động - một câu hỏi về quan điểm
Trong thiên văn học, `chuyển động thích hợp của một ngôi sao biểu thị chuyển động rõ ràng của nó trên quả cầu thiên thể; nó thường được biểu thị bằng vòng cung mỗi năm [4]. Vận tốc thực, tương ứng của một ngôi sao (tính bằng km trên giây) chỉ có thể được ước tính nếu biết khoảng cách.
Một ngôi sao có chuyển động lớn thích hợp có thể chỉ ra vận tốc lớn thực sự hoặc đơn giản là ngôi sao đó ở gần chúng ta. Tương tự như vậy, một chiếc máy bay ngay sau khi cất cánh có tốc độ thực sự thấp hơn nhiều so với khi nó bay trên không ở độ cao lớn, nhưng với một người quan sát đang nhìn gần sân bay, chiếc máy bay khởi hành dường như di chuyển nhanh hơn nhiều trên bầu trời.
Proxima Centauri, hàng xóm sao gần nhất của chúng ta, chỉ cách chúng ta 4.2 năm ánh sáng (xem ESO PR 22/02) và có chuyển động thích hợp 3,8 arcsec / năm (tương ứng với 23 km / giây so với Mặt trời, theo hướng vuông góc đến tầm nhìn). Ngôi sao chuyển động thích hợp được biết đến cao nhất là Ngôi sao Barnard ở khoảng cách 6 năm ánh sáng và di chuyển 10 arcsec / năm (87 km / giây so với Mặt trời). Tất cả các ngôi sao được biết đến trong vòng 30 năm ánh sáng là các vật thể chuyển động thích hợp cao và di chuyển ít nhất 0,2 arcsec / năm.
Trawling cho các đối tượng di chuyển nhanh
Trong một thời gian, các nhà thiên văn học tại Viện Vật lý thiên văn ở Potsdam đã thực hiện một cuộc tìm kiếm trên máy vi tính có hệ thống các vật thể chuyển động cao xuất hiện trên các tấm trời đỏ chụp ảnh, nhưng không phải trên các tấm màu xanh tương đương. Mục tiêu của họ là xác định các vật thể mát mẻ chưa được biết đến trong khu phố Solar.
Trước đây, họ đã tìm thấy một số vật thể mới trong vòng 30 năm ánh sáng theo cách này, nhưng không có gì màu đỏ hoặc di chuyển từ xa nhanh như vật thể mà chúng hiện đang mắc kẹt trong chòm sao Indus trên bầu trời phía nam. Vật thể này chỉ được nhìn thấy trên các tấm bước sóng dài nhất trong cơ sở dữ liệu Khảo sát bầu trời SuperCOSMOS. Nó di chuyển nhanh đến mức trên các tấm cách nhau chỉ hai năm vào những năm 1990, nó đã di chuyển gần 10 giây cung trên bầu trời, tạo ra chuyển động thích hợp 4,7 arcsec / năm. Nó cũng rất mờ ở bước sóng quang, lý do tại sao nó chưa bao giờ được phát hiện trước đó. Tuy nhiên, khi được xác nhận trong dữ liệu từ Two Micron All Sky Survey (2MASS), nó được nhìn thấy sáng hơn nhiều trong vùng hồng ngoại, với chữ ký màu đặc trưng của sao lùn nâu mát mẻ.
Tại thời điểm này, đối tượng được cho là một du khách bị cô lập. Tuy nhiên, một tìm kiếm thông qua các danh mục trực tuyến có sẵn đã nhanh chóng tiết lộ rằng chỉ cần 7 phút cung là một ngôi sao nổi tiếng, Epsilon Indi. Cả hai chia sẻ chính xác cùng một chuyển động thích hợp rất lớn, và do đó, ngay lập tức rõ ràng cả hai phải có liên quan với nhau, tạo thành một hệ nhị phân rộng cách nhau hơn 1500 lần khoảng cách giữa Mặt trời và Trái đất.
Epsilon Indi là một trong 20 ngôi sao gần Mặt trời nhất chỉ sau 11,8 năm ánh sáng [5]. Nó là một ngôi sao lùn (thuộc loại quang phổ K5) và có nhiệt độ bề mặt khoảng 4000? C, hơi lạnh hơn Mặt trời. Do đó, nó thường xuất hiện trong khoa học viễn tưởng như là nhà của một hệ hành tinh có thể ở được [6]. Tất cả vẫn còn vững chắc trong lĩnh vực đầu cơ, nhưng tuy nhiên, bây giờ chúng ta biết rằng nó chắc chắn có một người bạn đồng hành rất thú vị.
Đây là một khám phá đáng chú ý: Epsilon Indi B là nguồn giống như sao gần nhất với Mặt trời được tìm thấy trong 15 năm, nguồn chuyển động thích hợp cao nhất được tìm thấy trong hơn 70 năm và với tổng độ sáng chỉ bằng 0,002% so với Mặt trời, một trong những các nguồn thực chất mờ nhạt nhất từng thấy bên ngoài Hệ mặt trời!
Sau Proxima và Alpha Centauri, hệ thống Epsilon Indi cũng chỉ là hệ thống nhị phân rộng thứ hai được biết đến trong vòng 15 năm ánh sáng. Tuy nhiên, không giống như Proxima Centauri, Epsilon Indi B không phải là ngôi sao bình thường.
Sao lùn nâu: làm mát, làm mát, làm mát
Trong vài ngày sau khi phát hiện ra cơ sở dữ liệu, các nhà thiên văn học đã cố gắng bảo vệ phổ hồng ngoại của Epsilon Indi B bằng thiết bị SOFI trên Kính viễn vọng công nghệ mới ESO 3,5 m (NTT) tại Đài thiên văn La Silla (Chile). Phổ cho thấy các tính năng hấp thụ rộng do khí mêtan và hơi nước trong bầu khí quyển phía trên của nó, cho thấy nhiệt độ chỉ ’chỉ 1000? C. Những ngôi sao bình thường không bao giờ tuyệt như thế này - Epsilon Indi B được xác nhận là sao lùn nâu.
Các sao lùn nâu được cho là hình thành theo cách tương tự như các ngôi sao, bởi sự sụp đổ lực hấp dẫn của các khối khí lạnh và bụi trong các đám mây phân tử dày đặc. Tuy nhiên, vì những lý do chưa hoàn toàn rõ ràng, một số cụm kết thúc với khối lượng nhỏ hơn khoảng 7,5% so với Mặt trời của chúng ta, hoặc gấp 75 lần khối lượng của hành tinh Sao Mộc. Bên dưới ranh giới đó, không có đủ áp lực trong lõi để bắt đầu phản ứng tổng hợp hydro hạt nhân, nguồn năng lượng ổn định và lâu dài cho các ngôi sao bình thường như Mặt trời. Ngoại trừ một giai đoạn đầu ngắn trong đó một số deuterium bị đốt cháy, những vật thể có khối lượng thấp này chỉ đơn giản là tiếp tục làm mát và mờ dần đi trong khi giải phóng nhiệt còn lại từ khi sinh ra.
Các cuộc thảo luận lý thuyết về các đối tượng như vậy đã bắt đầu khoảng 40 năm trước. Chúng lần đầu tiên được đặt tên là sao lùn đen và sau đó là dw sao lùn nâu, để nhận biết nhiệt độ rất mát mẻ được dự đoán của chúng. Tuy nhiên, chúng cũng được dự đoán là rất mờ và rất đỏ, và chỉ đến năm 1995, những vật thể như vậy mới bắt đầu được phát hiện.
Đầu tiên được xem là bạn đồng hành mờ nhạt với các ngôi sao gần đó, và sau đó, một số được tìm thấy trôi nổi tự do trong khu phố Solar. Hầu hết các sao lùn nâu thuộc loại quang phổ L và T được phân loại gần đây, bên dưới các sao lùn mát mẻ được biết đến từ lâu của loại M. Chúng rất đỏ đối với mắt người, nhưng các sao lùn L và T vẫn lạnh hơn, đến mức chúng gần như vô hình ở bước sóng quang, với phần lớn phát xạ của chúng phát ra trong tia hồng ngoại. [7].
Epsilon Indi B lớn đến mức nào?
Tuổi của hầu hết các sao lùn nâu được phát hiện cho đến nay vẫn chưa được biết và do đó rất khó để ước tính khối lượng của chúng. Tuy nhiên, có thể giả định rằng tuổi của Epsilon Indi B bằng tuổi của Epsilon Indi A, có tuổi được ước tính là 1,3 tỷ năm dựa trên tốc độ quay của nó. Kết hợp thông tin này với nhiệt độ, độ sáng và khoảng cách đo được, sau đó có thể xác định khối lượng của Epsilon Indi B bằng các mô hình lý thuyết về sao lùn nâu.
Hai bộ mô hình độc lập mang lại kết quả như nhau: Epsilon Indi B phải có khối lượng ở khoảng từ 4 - 6% so với Mặt trời, hoặc 40-60 khối lượng Sao Mộc. Giá trị rất có thể là khoảng 45 khối sao Mộc, tức là thấp hơn giới hạn nhiệt hạch hydro, và chắc chắn xác nhận phát hiện mới này là một sao lùn nâu thực sự.
Tầm quan trọng của Epsilon Indi B
Ảnh PR 03c / 03 cho thấy điều tra dân số hiện tại của các ngôi sao trong khu vực năng lượng mặt trời. Tất cả những ngôi sao này đã được biết đến trong nhiều năm, bao gồm GJ1061, tuy nhiên, chỉ có khoảng cách được thiết lập vững chắc vào năm 1997. Tuy nhiên, việc phát hiện ra Epsilon Indi B là một trường hợp cực đoan, chưa từng được liệt kê và là sao lùn nâu đầu tiên được tìm thấy trong đường chân trời 12,5 năm ánh sáng.
Nếu dự đoán hiện tại là chính xác, cần có gấp đôi số sao lùn nâu so với các ngôi sao theo trình tự chính. Do đó, Epsilon Indi B có thể là người đầu tiên trong số 100 sao lùn nâu trong khoảng cách này, vẫn đang chờ được khám phá!
Epsilon Indi B là một sản phẩm quan trọng vượt ra ngoài danh mục của khu phố Solar. Là sao lùn nâu gần nhất và sáng nhất được biết đến và với khoảng cách đo rất chính xác, nó có thể phải chịu nhiều nghiên cứu quan sát chi tiết. Do đó, nó có thể phục vụ như một khuôn mẫu cho các thành viên ở xa hơn trong lớp.
Với sự giúp đỡ của Epsilon Indi B, các nhà thiên văn học giờ đây có thể nhìn sâu hơn vào những bí ẩn xung quanh sự hình thành và tiến hóa của các vật thể kỳ lạ được gọi là sao lùn nâu, giữa các ngôi sao và hành tinh khổng lồ, vật lý của lõi bên trong và thời tiết và hóa học của khí quyển của họ.
Một ghi chú lịch sử - chòm sao phương nam Indus
Chòm sao Indus nằm sâu trong bầu trời phía nam, nép mình giữa ba con chim, Grus (The Crane), Tucana (The Toucan) và Pavo (The Peacock), cf Ảnh PR 03d / 03.
Lần đầu tiên được xếp vào năm 1595-1597 bởi các nhà hàng hải Hà Lan, Pieter Dirkszoon Keyser và Frederick de Houtman, chòm sao này đã được Johann Bayer thêm vào bầu trời phía nam trong cuốn sách 'Uranometria' (1603) để tôn vinh người Mỹ bản địa mà các nhà thám hiểm châu Âu đã gặp đi du lịch.
Cụ thể, có ý kiến cho rằng cụ thể là người dân bản địa Tierra del Fuego và Patagonia được đại diện ở Indus, chỉ cách La Silla hơn hai nghìn km về phía nam, nơi những quan sát quang phổ đầu tiên của Epsilon Indi B được thực hiện khoảng 400 năm sau .
Trong bản vẽ sau của Bode được hiển thị ở đây, Epsilon Indi, ngôi sao sáng thứ năm ở Indus, được liên kết với một trong những mũi tên trong tay Ấn Độ.
Nguồn gốc: ESO News Release
