Tín dụng hình ảnh: Song Tử
Nhờ hệ thống quang học thích nghi của đài thiên văn Song Tử, các nhà thiên văn học đã có thể phát hiện ra một sao lùn nâu quay quanh một ngôi sao chỉ bằng ba lần khoảng cách Trái đất đến Mặt trời. Cặp đôi mới được phát hiện này, LHS 2397a, chỉ cách Trái đất 46 năm ánh sáng và là sự tách biệt gần nhất của một ngôi sao nhị phân từng được phát hiện. Kính thiên văn Gemini có trụ sở tại Hawaii rất mạnh bởi vì nó sử dụng một chiếc gương linh hoạt chống lại sự mờ ảo gây ra bởi bầu khí quyển Trái đất.
Các nhà thiên văn sử dụng công nghệ quang học thích nghi trên Kính viễn vọng Bắc Gemini đã quan sát thấy một sao lùn nâu quay quanh một ngôi sao có khối lượng thấp ở khoảng cách tương đương với khoảng ba lần khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời. Đây là khoảng cách tách gần nhất từng được tìm thấy cho loại hệ thống nhị phân này bằng cách sử dụng hình ảnh trực tiếp.
Phát hiện phá kỷ lục chỉ là một trong hàng tá hệ thống nhị phân nhẹ được quan sát trong nghiên cứu. Cùng nhau, họ cung cấp một viễn cảnh mới về sự hình thành các hệ sao và cách các vật thể nhỏ hơn trong Vũ trụ (bao gồm cả các hành tinh lớn) có thể hình thành.
Bằng cách sử dụng các khả năng hình ảnh tiên tiến của Gemini, chúng tôi có thể giải quyết rõ ràng cặp nhị phân này trong đó khoảng cách giữa sao lùn nâu và ngôi sao mẹ của nó chỉ cách Sao Hỏa khoảng hai lần khoảng cách. tại Đại học Arizona ở Tucson. Với khối lượng ước tính gấp 38-70 lần khối lượng Sao Mộc, sao lùn nâu mới được xác định nằm cách ba lần khoảng cách Mặt trời-Trái đất (hay 3.0 Đơn vị Thiên văn) từ ngôi sao mẹ của nó. Ngôi sao, được gọi là LHS 2397a, chỉ cách Trái đất 46 năm ánh sáng. Chuyển động của vật thể này trên bầu trời cho thấy đó là một ngôi sao cũ, có khối lượng rất thấp.
Kỷ lục hình ảnh trước đây về khoảng cách gần nhất giữa sao lùn nâu và bố mẹ của nó (một ngôi sao giống như Mặt trời sáng hơn nhiều) lớn hơn gần gấp năm lần ở 14 AU. Đơn vị thiên văn One (AU) bằng với khoảng cách trung bình giữa Trái đất và Mặt trời tương đương khoảng 150 triệu kilômét (93 triệu dặm).
Thường được miêu tả là những ngôi sao thất bại, những ngôi sao lùn nâu nâu lớn hơn các hành tinh khổng lồ như Sao Mộc, nhưng khối lượng riêng lẻ của chúng chỉ bằng 8% khối lượng Mặt trời (khối lượng 75 sao Mộc), vì vậy chúng không đủ lớn để tỏa sáng như một ngôi sao. Sao lùn nâu được xem tốt nhất trong vùng hồng ngoại vì nhiệt bề mặt được giải phóng khi chúng chậm co lại. Việc phát hiện những người bạn lùn nâu trong vòng 3 AU của một ngôi sao khác là một bước quan trọng để chụp ảnh các hành tinh lớn xung quanh các ngôi sao khác.
Nhóm nghiên cứu của Đại học Arizona này do Tiến sĩ Laird Close dẫn đầu đã sử dụng Kính thiên văn Bắc Gemini để phát hiện mười một người bạn đồng hành có khối lượng thấp khác, cho thấy rằng các cặp nhị phân có khối lượng thấp này có thể khá phổ biến. Việc phát hiện ra rất nhiều cặp khối lượng thấp là một điều ngạc nhiên, đưa ra lập luận rằng hầu hết các ngôi sao có khối lượng rất thấp và sao lùn nâu được cho là vật thể đơn lẻ lang thang trong không gian một mình sau khi bị đẩy ra khỏi vườn ươm của chúng trong quá trình hình thành sao.
Chúng tôi đã hoàn thành cuộc khảo sát các ngôi sao dựa trên quang học thích nghi đầu tiên với khoảng 1/10 khối lượng Mặt trời và chúng tôi thấy thiên nhiên không phân biệt đối xử với các ngôi sao có khối lượng thấp khi thực hiện các cặp nhị phân chặt chẽ, ông nói, Đóng, một trợ lý giáo sư thiên văn học tại Đại học Arizona. Tiến sĩ Close là tác giả chính trên một bài báo được trình bày hôm nay tại Hội nghị chuyên đề Liên minh thiên văn quốc tế Brown Dwarfs ở Kona, Hawaii, và ông là nhà điều tra chính của cuộc khảo sát sao khối lượng thấp.
Nhóm nghiên cứu đã xem xét 64 ngôi sao có khối lượng thấp (ban đầu được xác định bởi John Gizis thuộc Đại học Del biết) có vẻ là những ngôi sao solo trong các hình ảnh có độ phân giải thấp hơn từ khảo sát hồng ngoại trên bầu trời 2MASS. Sau khi nhóm sử dụng quang học thích nghi trên Song Tử để tạo ra hình ảnh sắc nét hơn gấp mười lần, mười hai trong số những ngôi sao này được tiết lộ có bạn đồng hành thân thiết. Đáng ngạc nhiên, nhóm Close, phát hiện ra rằng khoảng cách tách biệt giữa các ngôi sao có khối lượng thấp và bạn đồng hành của chúng ít hơn đáng kể so với dự kiến.
Nick Chúng tôi tìm thấy bạn đồng hành với các ngôi sao có khối lượng thấp thường chỉ bằng 4 AU so với các ngôi sao chính của họ, điều này rất gần nhau đến đáng kinh ngạc, Nick cho biết, thành viên nhóm nghiên cứu Nick Siegler, một sinh viên tốt nghiệp Đại học Arizona. Các nhị phân lớn hơn có các khoảng cách điển hình gần 30 AU và nhiều nhị phân rộng hơn nhiều so với này. Các quan sát mới của Song Tử, Close cho biết, gợi ý mạnh mẽ rằng các ngôi sao có khối lượng thấp không có bạn đồng hành ở xa các nguyên thủy của chúng. Kết quả tương tự đã được tìm thấy trước đây bởi một nhóm do Tiến sĩ Eduardo L. Martin thuộc Viện Thiên văn học thuộc Đại học Hawaii thực hiện trong một cuộc khảo sát 34 ngôi sao có khối lượng rất thấp và sao lùn nâu trong cụm sao Pleiades được thực hiện với Kính viễn vọng Không gian Hubble. Hai cuộc điều tra cùng nhau chứng minh rõ ràng rằng có một sự thân yêu hấp dẫn của các sao lùn nâu ở khoảng cách lớn hơn 20 AU từ các ngôi sao có khối lượng rất thấp và các sao lùn nâu khác.
Nhóm dự án mà một trong năm ngôi sao có khối lượng thấp có một người bạn đồng hành với sự tách biệt trong phạm vi (3-200 AU). Trong phạm vi phân tách này, các nhà thiên văn học đã quan sát thấy một tần số tương tự của các bạn đồng hành sao lớn hơn xung quanh các ngôi sao giống như Mặt trời lớn hơn.
Nhìn chung, những kết quả mới này cho thấy rằng (trái với lý thuyết) các nhị phân có khối lượng thấp có thể hình thành trong một quá trình tương tự như các nhị phân lớn hơn. Thật vậy, phát hiện này làm tăng thêm bằng chứng từ các nhóm khác rằng tỷ lệ phần trăm của các hệ nhị phân là tương tự đối với các vật thể có phạm vi từ một khối lượng mặt trời đến 0,05 khối lượng mặt trời (hoặc gấp 52 lần khối lượng Sao Mộc). Ví dụ, một nhóm do Neill Reid thuộc Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và Đại học Pennsylvania dẫn đầu đã đưa ra một kết luận tương tự với một mẫu nhỏ hơn gồm 20 ngôi sao có khối lượng thấp hơn và các sao lùn nâu quan sát được bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Việc các ngôi sao có khối lượng thấp có bất kỳ bạn đồng hành lùn nâu có khối lượng thấp nào trong 5 AU cũng rất đáng ngạc nhiên vì điều ngược lại hoàn toàn đúng với các ngôi sao giống như Mặt trời. Rất ít ngôi sao giống như Mặt trời có bạn đồng hành lùn nâu trong khoảng cách này, theo các nghiên cứu về vận tốc xuyên tâm. Sự thiếu vắng những người bạn lùn nâu này trong vòng 5 AU của những ngôi sao giống như Mặt trời đã được gọi là sa mạc lùn nâu nâu. Tuy nhiên, chúng ta thấy có khả năng không có sa mạc lùn nâu xung quanh các ngôi sao có khối lượng thấp.
Những kết quả này tạo thành những hạn chế quan trọng cho các nhà lý thuyết làm việc để hiểu làm thế nào khối lượng của một ngôi sao ảnh hưởng đến khối lượng và khoảng cách tách biệt của các bạn đồng hành với nó. Bất kỳ mô hình chính xác nào về sự hình thành sao và hành tinh đều phải tái tạo những quan sát này, theo ông Close.
Những quan sát này chỉ có thể có được do sự kết hợp của hệ thống hình ảnh quang học thích nghi đặc biệt nhạy cảm Hokupa ốpa của Đại học Hawaii và hiệu suất kỹ thuật của kính thiên văn Gemini. Độ nhạy của hệ thống Hokupa Sựa là do khái niệm cảm biến mặt sóng cong được phát triển bởi Tiến sĩ Francois Roddier. Quang học thích ứng là một công nghệ ngày càng quan trọng giúp loại bỏ hầu hết các trò chơi làm mờ hình chữ nhật do sự nhiễu loạn trong bầu khí quyển Trái đất (tức là, sự lấp lánh của các ngôi sao). Nó thực hiện điều này bằng cách nhanh chóng điều chỉnh hình dạng của một chiếc gương linh hoạt đặc biệt, nhỏ hơn để phù hợp với nhiễu loạn cục bộ, dựa trên phản hồi thời gian thực với hệ thống hỗ trợ gương gương từ các quan sát của ngôi sao có khối lượng thấp. Hokupa hèa có thể đếm từng photon (hạt ánh sáng) và do đó có thể làm sắc nét chính xác ngay cả những ngôi sao rất mờ (nghĩa là có khối lượng thấp).
Các hình ảnh quang học thích ứng gần hồng ngoại được thực hiện bởi kính viễn vọng Gemini 8 mét trong cuộc khảo sát này có độ sắc nét gấp đôi so với các hình ảnh có thể được thực hiện ở cùng bước sóng của Kính viễn vọng Không gian Hubble quay quanh Trái đất 2,4 mét. Cuộc khảo sát trên mặt đất duy nhất thuộc loại này, công việc này đòi hỏi năm đêm trong một năm với hệ thống Hokupa Miếnga tại Gemini North.
Điều quan trọng cần lưu ý là khoảng cách được sử dụng ở đây được đo trên bầu trời. Sự phân tách quỹ đạo thực sự có thể lớn hơn một chút khi quỹ đạo đầy đủ của các nhị phân này được biết đến trong tương lai.
Các thành viên khác của nhóm khoa học bao gồm James Liebert (Đài thiên văn Steward, Đại học Arizona), Wolfgang Brandner (Đài thiên văn Nam châu Âu, Garched, Đức), và Eduardo Martin và Dan Potter (Viện Thiên văn học, Đại học Hawaii).
Các quan sát được báo cáo ở đây là một phần của một cuộc khảo sát đang diễn ra. Kết quả ban đầu từ 20 ngôi sao có khối lượng thấp đầu tiên trong cuộc khảo sát của chúng tôi đã được công bố trong số ra ngày 1 tháng 3 năm 2002 của Tạp chí Vật lý thiên văn Vol 567 Trang L53-L57.
Hình ảnh và hình minh họa liên quan đến bản tin này có sẵn trên Internet tại: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close có thể được liên lạc theo số 520 / 626-5992, [email được bảo vệ], sau khi anh ấy trở lại văn phòng của mình vào ngày 28 tháng 5.
Cuộc khảo sát này được hỗ trợ một phần bởi Văn phòng Nghiên cứu Khoa học của Không quân Hoa Kỳ và Đài quan sát của Đại học Arizona. Hokupa hèa được hỗ trợ bởi Nhóm Quang học Thích ứng của Đại học Hawaii và Quỹ Khoa học Quốc gia.
Đài thiên văn Gemini là một sự hợp tác quốc tế đã chế tạo hai kính viễn vọng 8 mét giống hệt nhau. Các kính viễn vọng được đặt tại Mauna Kea, Hawaii (Bắc Gemini) và Cerro Pach? N ở miền trung Chile (Nam Gemini), và do đó cung cấp phạm vi bao phủ đầy đủ cả hai bán cầu của bầu trời. Cả hai kính thiên văn đều tích hợp các công nghệ mới cho phép các gương lớn, tương đối mỏng dưới sự kiểm soát chủ động để thu thập và tập trung cả bức xạ quang và hồng ngoại từ không gian.
Đài thiên văn Gemini cung cấp cho cộng đồng thiên văn ở mỗi quốc gia đối tác các cơ sở thiên văn tiên tiến, phân bổ thời gian quan sát theo tỷ lệ đóng góp của mỗi quốc gia. Ngoài hỗ trợ tài chính, mỗi quốc gia cũng đóng góp nguồn lực khoa học kỹ thuật quan trọng. Các cơ quan nghiên cứu quốc gia hình thành mối quan hệ đối tác Gemini bao gồm: Quỹ khoa học quốc gia Hoa Kỳ (NSF), Hội đồng nghiên cứu vật lý và thiên văn hạt Anh (PPARC), Hội đồng nghiên cứu quốc gia Canada (NRC), Comisi? Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Hội đồng nghiên cứu Úc (ARC), Consejo Nacional de Investigacsees Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) và Conselho Nacional de Desenvol ). Đài quan sát được quản lý bởi Hiệp hội các trường đại học nghiên cứu về thiên văn học, Inc. (AURA) theo thỏa thuận hợp tác với NSF. NSF cũng đóng vai trò là cơ quan điều hành cho quan hệ đối tác quốc tế.
Để biết thêm thông tin, hãy xem trang web của Gemini tại: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Nguồn gốc: Gemini News phát hành
