Кредит за изображение: ESO
Екип от европейски астрономи са открили най-близката звезда от кафяво джудже, открита някога. Epsilon Indi B е 45 пъти по-голяма от масата на Юпитер и отнема 400 години, за да орбитира главната звезда.
Екип от европейски астрономи [2] е открил обект „Кафяво джудже“ („неуспешна“ звезда) на по-малко от 12 светлинни години от Слънцето. Той е най-близкият все още известен.
Сега обозначен като Epsilon Indi B, той е спътник на добре позната ярка звезда в южното небе, Epsilon Indi (сега „Epsilon Indi A“), считана по-рано за единична. Двоичната система е една от двадесетте най-близки звездни системи до Слънцето.
Кафявото джудже беше открито от сравнително бързото движение по небето, което споделя със своя по-ярък спътник: двойката се движи с пълен лунен диаметър за по-малко от 400 години. За първи път той е идентифициран с помощта на дигитализирани архивни фотографски табели от SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) и потвърден с помощта на данни от Two Micron All Sky Survey (2MASS). Последващи наблюдения с почти чувствителния към инфрачервения инструмент SOFI на ESO 3,5-метров телескоп за нова технология (NTT) в обсерваторията La Silla потвърдиха неговата природа и позволиха да се направят измервания на неговите физически свойства.
Epsilon Indi B има маса само 45 пъти по-голяма от тази на Юпитер, най-голямата планета в Слънчевата система и повърхностна температура от само 1000 ° C. Принадлежи към т. Нар. Категория обекти на „T джудже“, които преграждат домейна между звезди и гигантски планети.
Epsilon Indi B е най-близкото и най-светлото T джудже, известно. Бъдещите проучвания на новия обект обещават да предоставят на астрономите важни нови улики за формирането и еволюцията на тези екзотични небесни тела, като в същото време дават интересни познания за граничната зона между планетите и звездите.
Дребни движещи се игли в гигантски сенокоси
Представете си, че сте професионален орнитолог, наскоро се върнахте вкъщи от експедиция до джунглите на Южна Америка, където прекарвахте дълги седмици, използвайки вашите мощни телеобективи, търсейки редки видове птици. Отпускайки се, правите няколко широкоъгълни снимки на разцъфналите цветя в задната ви градина, необезпокоявани от обикновената черна птица, прелитаща през визьора ви. Едва по-късно, когато внимателно сравнявате тези щрапки, забелязвате нещо мъничко и необичайно оцветено, мигащо близо до черната птица: открихте екзотична, рядка птица, точно там у дома.
По същия начин екип от астрономи [2] току-що намери един от най-близките съседи на Слънцето, екзотична „неуспешна звезда“, известна като „кафяво джудже“, движеща се бързо през небето в южното съзвездие Инд ( Индийският). Интересното е, че във време, когато телескопите стават все по-големи и са оборудвани с все по-усъвършенствани електронни детектори, все още може да се научи много, като се комбинират стари фотографски плаки с тази съвременна технология.
През последните десетилетия фотографските табели, направени от широколентови („Шмид“) телескопи, получиха нов лизинг на живота чрез дигитализирането им от автоматизирани измервателни машини, което позволява на компютрите да влачат ефективно чрез огромни и безценни архиви на данни, които все още не са все още напълно експлоатирана [3]. За Южното небе Институтът по астрономия в Единбург (Шотландия, Великобритания) наскоро пусна сканирания, направени от машината SuperCOSMOS на плочи, обхващащи няколко десетилетия в три оптични ленти. Тези данни са напълно подходящи за търсене на обекти с големи правилни движения и екстремни цветове, като например кафяви джуджета в Слънчевата околност.
Всичко се движи - въпрос на перспектива
В астрономията "правилното движение" на звезда означава нейното видимо движение върху небесната сфера; обикновено се изразява в дъгови секунди на година [4]. Съответната реална скорост на звезда (в километри в секунда) може да бъде оценена само ако е известно разстоянието.
Една звезда с голямо правилно движение може да показва истинска голяма скорост или просто, че звездата е близо до нас. По аналогия, самолетът веднага след излитане има много по-ниска истинска скорост, отколкото при круиз на голяма надморска височина, но за наблюдател, който наблюдава в близост до летище, самолетът, който заминава, изглежда се движи много по-бързо през небето.
Proxima Centauri, най-близката ни звездна съседка, е само на 4,2 светлинни години (вж. ESO PR 22/02) и има правилно движение от 3,8 arcsec / година (което съответства на 23 км / сек спрямо Слънцето, в посока перпендикулярна към линията на видимост). Най-известната правилна звезда на движение е звездата на Барнард на разстояние от 6 светлинни години и се движи с 10 арсек / година (87 км / сек спрямо Слънцето). Всички известни звезди в рамките на 30 светлинни години са обекти с високо движение и се движат най-малко 0,2 арксек. / Година.
Тралиране за бързо движещи се обекти
От известно време астрономите от Астрофизическия институт в Потсдам правят систематизирано компютърно търсене на обекти с високо правилно движение, които се появяват на червени фотографски плочи, но не и на еквивалентните сини табели. Тяхната цел е да идентифицират досега неизвестни готини обекти в квартала на Слънчевата енергия.
По-рано те бяха намерили шепа нови предмети в рамките на 30 светлинни години по този начин, но нищо толкова червено или се движат отдалечено толкова бързо, колкото онова, което сега забиха в съзвездието на Инд на южното небе. Този обект беше видян само на плочите с най-дълга вълна в базата данни SurCOSMOS Sky Survey. Движеше се толкова бързо, че на плочи, направени само на две години през 90-те години на миналия век, той се движеше почти 10 арсекунди по небето, като осигуряваше правилно движение от 4,7 арсек / година. Той също беше много слаб при оптични дължини на вълната, причината, поради която никога не беше забелязан преди това. Въпреки това, когато се потвърди в данните от цифровото проучване Two Micron All Sky (2MASS), се видя, че е много по-ярко в инфрачервения, с типичния цветен подпис на хладно кафяво джудже.
В този момент обектът се смяташе за изолиран пътник. Търсенето чрез налични онлайн каталози бързо разкри, че само на 7 арсеминути разстояние е добре позната звезда - Epsilon Indi. Двете споделят точно същото много правилно движение и по този начин веднага стана ясно, че двете трябва да са свързани, образувайки широка двоична система, разделена на повече от 1500 пъти разстоянието между Слънцето и Земята.
Епсилон Инди е една от 20-те най-близки звезди до Слънцето само на 11,8 светлинни години [5]. Това е джудже звезда (от спектрален тип К5) и с повърхностна температура около 4000 ° С, малко по-хладна от Слънцето. Като такъв, той често се оказва в научната фантастика като дом на обитаема планетарна система [6]. Всичко това остава твърдо в сферата на спекулациите, но въпреки това, сега знаем, че то със сигурност има много интересен спътник.
Това е забележително откритие: Epsilon Indi B е най-близкият звездоподобен източник до Слънцето, открит след 15 години, най-високият правилен източник на движение, открит за над 70 години, и с обща светимост едва 0,002% от този на Слънцето, един от присъщите най-слаби източници, виждани някога извън Слънчевата система!
След Proxima и Alpha Centauri, системата Epsilon Indi е само втората известна широка двоична система в рамките на 15 светлинни години. Въпреки това, за разлика от Proxima Centauri, Epsilon Indi B не е обикновена звезда.
Кафяви джуджета: охлаждане, охлаждане, охлаждане…
В рамките на дни от откриването си в базата данни, астрономите успяха да осигурят инфрачервен спектър на Epsilon Indi B с помощта на инструмента SOFI на 3,5-метров телескоп ESO 3,5 m (NTT) в обсерваторията La Silla (Чили). Спектърът показва широките характеристики на абсорбция, дължащи се на метан и водна пара в горната му атмосфера, показваща температура от "само" 1000 ° С. Обикновените звезди никога не са толкова готини - Epsilon Indi B бе потвърден като кафяво джудже.
Смята се, че кафявите джуджета се образуват по същия начин като звездите, благодарение на гравитационния срив на бучки студен газ и прах в гъсти молекулярни облаци. Въпреки това, по причини, които все още не са напълно ясни, някои буци завършват с маса, по-малка от около 7,5% от тази на нашето Слънце, или 75 пъти по-голяма от масата на планетата Юпитер. Под тази граница няма достатъчно налягане в ядрото, за да започне ядрен водороден синтез - дълготрайният и стабилен източник на енергия за обикновени звезди като Слънцето. С изключение на кратка ранна фаза, при която някои деутерий се изгаря, тези обекти с ниска маса просто продължават да се охлаждат и избледняват бавно, като освобождават топлината, останала от раждането им.
Теоретичните дискусии за подобни обекти започват преди около 40 години. Първо бяха наречени „черни джуджета“, а по-късно „кафяви джуджета“, в знак на признание на техните много хладни температури. Въпреки това се прогнозира, че те са много слаби и много червени и едва през 1995 г. такива обекти започват да се откриват.
Първите бяха възприети като слаби спътници на близките звезди, а след това по-късно някои бяха открити да плуват свободно в Слънчевия квартал. Повечето кафяви джуджета принадлежат към наскоро класифицираните спектрални типове L и T, под отдавна известните хладни джуджета от тип М. Те са много червени за човешките очи, но джуджетата L и T са все по-хладни, дотолкова, че са почти невидими при оптични дължини на вълните, като по-голямата част от тяхната емисия излиза в инфрачервения. [7].
Колко масивен е Epsilon Indi B?
Възрастта на повечето открити досега кафяви джуджета е неизвестна и затова е трудно да се прецени масата им. Може обаче да се предположи, че възрастта на Epsilon Indi B е същата като тази на Epsilon Indi A, чиято възраст се изчислява на 1,3 милиарда години въз основа на скоростта на въртене. Комбинирайки тази информация с измерената температура, яркост и разстояние, след това е възможно да се определи масата на Epsilon Indi B с помощта на теоретични модели на кафяви джуджета.
Два независими комплекта модели дават същия резултат: Epsilon Indi B трябва да има маса някъде между 4-6% от тази на Слънцето или 40-60 маси на Юпитер. Най-вероятната стойност е около 45 маси на Юпитер, тоест доста под границата на водородния синтез и окончателно потвърждава това ново откритие като добросъвестно кафяво джудже.
Значението на Epsilon Indi B
PR Photo 03c / 03 показва текущото преброяване на звездите в слънчевия квартал. Всички тези звезди са известни от много години, включително GJ1061, който обаче е установил само разстоянието си твърдо през 1997 г. Откриването на Epsilon Indi B обаче е изключителен случай, никога досега каталогизиран, и първото кафяво джудже до се намира в хоризонта от 12,5 светлинни години.
Ако настоящите прогнози са верни, трябва да има два пъти повече кафяви джуджета от основните звездни последователности. Следователно, Epsilon Indi B може да бъде първото от може би 100 кафяви джуджета в рамките на това разстояние, които все още чакат да бъдат открити!
Epsilon Indi B е важен улов далеч отвъд каталогизирането на слънчевия квартал. Като най-близкото и най-светлото известно кафяво джудже и с много точно измерено разстояние, то може да бъде подложено на голямо разнообразие от подробни наблюдения. По този начин може да служи като шаблон за по-далечни членове на своя клас.
С помощта на Epsilon Indi B астрономите вече трябва да могат да видят по-нататък мистериите около образуването и еволюцията на екзотичните обекти, известни като кафяви джуджета, на половината път между звезди и гигантски планети, физиката на вътрешните им ядра и времето и химията на атмосферата им.
Историческа бележка - южното съзвездие Инд
Съзвездието Инд лежи дълбоко в южното небе, сгушено между три птици, Грус (Кранът), Тукана (Туканът) и Паво (Паунът), вж. PR снимка 03d / 03.
За първи път каталогизиран през 1595-1597 г. от холандските навигатори Питер Диркзун Кейзер и Фредерик де Хаутман, това съзвездие е добавено към южното небе от Йохан Байер в книгата му „Уранометрия“ (1603 г.), за да почете индианците, които европейските изследователи са срещали на своите пътува.
По-специално се предполага, че именно местните народи от Тиера дел Фуего и Патагония са представени в Инд, малко повече от две хиляди километра южно от Ла Сила, където първите спектроскопични наблюдения на Епсилон Инди Б са направени около 400 години по-късно ,
В по-късния чертеж на Боде, показан тук, Епсилон Инди, петата най-ярката звезда в Инд, е свързана с една от стрелите в ръката на индианеца.
Оригинален източник: ESO News Release
