Astronomové používající dalekohledy Gemini North a Keck II hleděli uvnitř násilného binárního hvězdného systému, aby zjistili, že jedna z interagujících hvězd ztratila tolik hmoty na svého partnera, že ustoupila na podivné, inertní tělo připomínající neznámý typ hvězd.
Není schopna udržet jadernou fúzi ve svém jádru a odsouzena k oběžné dráze se svým mnohem energičtějším bílým trpaslíkem po miliony let, mrtvá hvězda je v podstatě nový, neurčitý typ hvězdného objektu.
"Stejně jako klasická linie o poškozeném partnerovi v romantickém vztahu, menší dárcovská hvězda dala a dala, a dala další, dokud nezbylo co dát," říká Steve B. Howell, astronom Wisconsin-Indiana-Yale. -NOAO (WIYN) a dalekohled National Optical Astronomy Observatory, Tucson, AZ. "Teď se dárcovská hvězda dostala do slepé uličky - je příliš masivní na to, aby byla považována za super-planetu, její složení neodpovídá známým hnědým trpaslíkům a je příliš nízká na to, aby byla hvězdou." Neexistuje žádná skutečná kategorie pro objekt v takovém limbu. “
Binární systém, známý jako EF Eridanus (zkráceně EF Eri), se nachází 300 světelných let od Země v souhvězdí Eridanus. EF Eri sestává z slabé bílé trpasličí hvězdy s asi 60 procenty hmotnosti Slunce a dárcovského objektu neznámého typu, který má odhadovanou velikost pouze 1/20 sluneční hmotnosti.
Howell a Thomas E. Harrison z New Mexico State University provedli přesná infračervená měření binárního hvězdného systému pomocí spektrografických schopností Near Infrared Imager (NIRI) na dalekohledu Gemini North a NIRSPEC na Keck II na Mauna Kea v prosinci 2002 a září 2003. Podpůrná pozorování byla provedena pomocí 2,1-metrového dalekohledu v Kitt Peak National Observatory poblíž Tucsonu v září 2002.
EF Eri je typ binárního hvězdného systému známého jako magnetické kataklymické proměnné. Tato třída systémů může produkovat mnohem více z těchto „mrtvých“ objektů, než si vědci uvědomili, říká Harrison, spoluautor článku o objevu, který má být zveřejněn ve 20. vydání Astrophysical Journal. "Tyto typy systémů se obecně neberou v úvahu při obvyklých údajích o sčítání hvězd v typické galaxii," říká Harrison. "Určitě by se o nich mělo uvažovat opatrněji."
Bílý trpaslík v EF Eri je komprimovaný, vyhořelý zbytek sluneční hvězdy, která má nyní stejný průměr jako Země, i když stále vydává velké množství viditelného světla. Howell a Harrison pozorovali EF Eri v infračerveném záření, protože infračervenému světlu z páru přirozeně dominuje teplo a delší emise vlnových délek ze sekundárního objektu.
Vědeckou detektivní práci k odvození složek tohoto binárního systému zkomplikovalo cyklotronové záření emitované jako volné elektrony spirálovitě dolů po silných magnetických siločarách bílého trpaslíka. Magnetické pole bílého trpaslíka je asi 14 miliónkrát silnější než Slunce. Výsledné cyklotronové záření je emitováno primárně v infračervené části spektra.
"V naší počáteční spektroskopii EF Eri jsme si všimli, že některé části infračerveného kontinuálního světla se po určitou dobu asi 2-3krát zesvětlily, pak odešly." Toto rozjasnění se opakovalo na každé oběžné dráze, a proto muselo mít původ v binárním systému, “vysvětluje Howell. "Nejprve jsme si mysleli, že změna jasu je výsledkem rozdílu mezi vyhřívanou stranou a chladnější stranou objektu dárce, ale další pozorování s Gemini a Keck namísto toho ukázali na cyklotronové záření." Vidíme tuto dodatečnou infračervenou složku ve fázích, ke kterým dochází, když je záření vyzařováno v našem směru, a nevidíme to, když paprsek ukazuje jiným směrem. “
81minutová orbitální doba těchto dvou objektů byla pravděpodobně čtyři nebo pět hodin, když proces hromadného přenosu začal asi před pěti miliardami let. Původně mohl být sekundární objekt také ve velikosti podobné Slunci, s asi 50-100 procenty sluneční hmoty.
"Když začíná tento interaktivní proces hromadného přenosu ze sekundární hvězdy na bílého trpaslíka a proč se zastavil, oba nám zůstávají neznámí," říká Howell. Během tohoto procesu byly velmi pravděpodobné opakované výbuchy a nové exploze. Fyzika procesu také způsobila, že se dva objekty spirály přiblížily k sobě. Dnes se tyto dva objekty obíhají zhruba ve stejné vzdálenosti jako vzdálenost Země od Měsíce. Darcovský objekt ustoupil do těla s průměrem zhruba rovným planetě Jupiter.
Kombinovaná pozorovací síla dalekohledů Gemini 8 metrů a Keck 10 metrů a jejich velkých primárních zrcadel, která byla pro tento výzkum nezbytná, uvádí Howell, že je jasné, že ani spektrální vlastnosti dárce, ani jeho složení neodpovídají žádnému známému typu hnědý trpaslík nebo planeta.
Derek Homeier University of Georgia vytvořila sérii počítačových modelů, které se pokoušejí replikovat podmínky na EF Eri, ale ani to nejlepší z nich neodpovídá dokonale.
Tvar spektra naznačuje velmi chladný předmět (asi 1700 stupňů Kelvina, ekvivalent chladného hnědého trpaslíka), přesto nemá stejný podrobný tvar ani klíčové rysy hnědých trpaslicových spekter. Nejchladnější normální hvězdy (hvězdy typu M s velmi nízkou hmotností) jsou asi 2 500 stupňů K a Jupiter je 124 stupňů K. Odhadované exoplanety „horkých Jupiterů“ detekované nepřímo jinými astronomy pomocí gravitačního účinku na jejich mateřské hvězdy se odhadují být 1 000 - 1 600 stupňů K.
Existuje malá šance, že by systém EF Eri mohl původně sestávat z předchůdce dnešní bílé trpasličí hvězdy a jakési „super planety“, která přežila vývoj bílého trpaslíka, což má za následek systém pozorovaný nyní, ale to je považováno za nepravděpodobné.
"Existuje asi 15 dalších známých binárních systémů, které mohou být podobné EF Eri, ale žádný nebyl dostatečně prozkoumán, abych to řekl," říká Howell. "Momentálně na některých z nich pracujeme a snažíme se vylepšit naše modely tak, aby lépe odpovídaly infračervenému spektru."
Spoluautory tohoto článku o EF Eri jsou Paula Szkody z University of Washington v Seattlu a Joni Johnson a Heather Osborne ze státu New Mexico.
3,5metrový dalekohled WIYN se nachází v národní observatoři Kitt Peak, 55 mil jihozápadně od Tucsonu v AZ. Národní observatoř Kitt Peak je součástí Národní observatoře optické optiky, kterou provozuje Asociace univerzit pro výzkum v astronomii (AURA), Inc., na základě dohody o spolupráci s Národní vědeckou nadací (NSF).
Národní výzkumné agentury, které tvoří partnerství Gemini Observatory, zahrnují: Národní vědeckou nadaci USA (NSF), Spojené království pro výzkum částic a astronomie (PPARC), Kanadskou národní výzkumnou radu (NRC), Chilskou komisi nacional de Investigaci ? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), australská rada pro výzkum (ARC), argentinská Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) a brazilská Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico ( CNPq). Observatoř je řízena AURA na základě dohody o spolupráci s NSF.
W.M. Observatoř Keck je provozována Kalifornskou asociací pro výzkum v astronomii (CARA), vědeckým partnerstvím Kalifornského technologického institutu, Kalifornské univerzity a Národní správy letectví a vesmíru.
Původní zdroj: Gemini News Release
