Obrazový kredit: ESO
Tým evropských astronomů našel nejbližší hnědou trpasličí hvězdu, jakou kdy objevili. Epsilon Indi B je 45krát větší než hmotnost Jupiteru a trvá 400 let, než obíhá hlavní hvězdu.
Tým evropských astronomů [2] objevil objekt hnědého trpaslíka („selhávající“) méně než 12 světelných let od Slunce. Je to nejbližší dosud známá.
Nyní označený jako Epsilon Indi B, je společníkem známé světelné hvězdy na jižní obloze, Epsilon Indi (nyní „Epsilon Indi A“), dříve považované za jediné. Binární systém je jedním z dvaceti nejbližších hvězdných systémů ke Slunci.
Hnědý trpaslík byl objeven z poměrně rychlého pohybu po obloze, který sdílí s jeho světlejším společníkem: pár se pohybuje za celým lunárním průměrem za méně než 400 let. Poprvé byla identifikována pomocí digitalizovaných archivních fotografických desek z průzkumů SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) a potvrzena pomocí dat z průzkumu Two Micron All Sky Survey (2MASS). Následná pozorování blízkým infračerveným citlivým přístrojem SOFI na 3,5m dlouhém dalekohledu ESO (NTT) na observatoři La Silla potvrdila jeho povahu a umožnila měření jeho fyzikálních vlastností.
Epsilon Indi B má hmotnost jen 45krát větší než Jupiter, největší planeta ve sluneční soustavě, a povrchová teplota pouze 1000 ° C. Patří do tzv. „Trpasličí kategorie“ objektů, které procházejí doménou mezi hvězdami a obřími planetami.
Epsilon Indi B je nejbližší a nejjasnější známý trpaslík. Budoucí studie nového objektu slibují poskytnout astronomům důležitá nová vodítka ohledně tvorby a vývoje těchto exotických nebeských těl a současně přinést zajímavé vhledy do hraničního pásma mezi planetami a hvězdami.
Drobné pohyblivé jehly v obřích kupcích sena
Představte si, že jste profesionální ornitolog, nedávno se vrátil z expedice do džunglí v Jižní Americe, kde jste strávil dlouhé týdny pomocí vysoce výkonných teleobjektivů hledáním vzácných druhů ptáků. Pohodlně si vezmete několik širokoúhlých snímků rozkvetlých květin v zadní zahradě, které nenarušuje běžný kos, který letí přes hledáček. Teprve později, když pečlivě porovnáváte tyto záběry, si všimnete něčeho maličkého a neobvykle zabarveného, který se třese těsně za kosem: objevili jste exotického vzácného ptáka přímo tady doma.
Stejně tak tým astronomů [2] právě našel jednoho z nejbližších sousedů na Slunci, exotickou „selhávající hvězdu“ známou jako „hnědý trpaslík“, pohybující se rychle po obloze v jižní souhvězdí Indus ( Ind). Je zajímavé, že v době, kdy se dalekohledy zvětšují a jsou vybaveny stále sofistikovanějšími elektronickými detektory, je stále co učit se kombinací starých fotografických desek s touto moderní technologií.
Fotografické desky pořízené dalekohledy s širokým polem („Schmidt“) v posledních desetiletích získaly nový nájemný život díky digitalizaci automatizovanými měřícími stroji, které umožňují počítačům efektivně procházet obrovské a neocenitelné datové archivy, které zdaleka ještě nejsou plně využíváno [3]. Pro jižní oblohu nedávno vydal Ústav pro astronomii v Edinburghu (Skotsko, Velká Británie) skenování desek SuperCOSMOS, které se skládají z několika desítek let ve třech optických pasech. Tato data se dokonale hodí pro hledání objektů s velkými správnými pohyby a extrémními barvami, jako jsou například hnědé trpaslíci v okolí Slunce.
Všechno se pohybuje - otázka perspektivy
V astronomii „správný pohyb“ hvězdy znamená její zjevný pohyb v nebeské sféře; obvykle se vyjadřuje ve vteřinách za rok [4]. Odpovídající skutečnou rychlost hvězdy (v kilometrech za sekundu) lze odhadnout, pouze pokud je známa vzdálenost.
Hvězda s velkým správným pohybem může naznačovat skutečnou velkou rychlost nebo jednoduše, že hvězda je blízko nás. Analogicky má letoun těsně po vzletu mnohem nižší skutečnou rychlost, než když je ve vysoké nadmořské výšce, ale pozorovateli, který sleduje letiště, se zdá, že odletující letoun se pohybuje po obloze mnohem rychleji.
Proxima Centauri, náš nejbližší hvězdný soused, je jen 4,2 světelných let (viz ESO PR 22/02) a má správný pohyb 3,8 arcsec / rok (což odpovídá 23 km / s vzhledem ke Slunci, ve směru kolmém) na dohled). Nejvyšší známou správnou hvězdou pohybu je Barnardova hvězda ve vzdálenosti 6 světelných let a pohybující se 10 arcsek / rok (87 km / s vzhledem ke Slunci). Všechny známé hvězdy do 30 světelných let jsou vysoce pohyblivé objekty a pohybují se nejméně 0,2 arcsec / rok.
Trawling pro rychle se pohybující objekty
Astronomové v astrofyzikálním institutu v Postupimi již nějakou dobu systematicky provádějí počítačové vyhledávání vysoce pohyblivých objektů, které se objevují na červených fotografických nebeských talířích, ale nikoli na ekvivalentních modrých talířích. Jejich cílem je identifikovat dosud neznámé chladné objekty v sousedství Slunce.
Tímto způsobem dříve našli hrstku nových objektů do 30 světelných let, ale nic tak červeného nebo vzdáleného pohybu tak rychle, jako ten, který nyní zaskočili v souhvězdí Indu na jižní obloze. Tento objekt byl viděn pouze na deskách s nejdelší vlnovou délkou v databázi SuperCOSMOS Sky Survey. Pohyboval se tak rychle, že na deskách, které byly v 90. letech od sebe vzdáleny jen dva roky, se pohyboval na obloze téměř 10 arcsekund, což umožnilo správný pohyb 4,7 arcsec / rok. Také to bylo velmi slabé na optických vlnových délkách, což je důvod, proč nikdy nebyl spatřen. Nicméně, když byla potvrzena v datech z digitálního průzkumu Two Micron All Sky Survey (2MASS), bylo v infračerveném spektru vidět mnohem jasnější typický barevný podpis chladného hnědého trpaslíka.
V tomto okamžiku byl předmět považován za izolovaného cestovatele. Hledání dostupných online katalogů však rychle odhalilo, že jen 7 arcminutů pryč byla známá hvězda Epsilon Indi. Oba sdílejí přesně stejný velmi velký správný pohyb, a tak bylo okamžitě jasné, že dva musí být ve vzájemném vztahu, vytvářející široký binární systém oddělený více než 1500krát vzdáleností mezi Sluncem a Zemí.
Epsilon Indi je jednou z 20 nejbližších hvězd ke Slunci za pouhých 11,8 světelných let [5]. Je to trpasličí hvězda (spektrálního typu K5) as povrchovou teplotou asi 4000 ° C, o něco chladnější než Slunce. Jako takový, to často se objeví ve sci-fi jako domov obyvatelného planetárního systému [6]. To vše zůstává pevně v oblasti spekulací, ale přesto víme, že to určitě má velmi zajímavého společníka.
Toto je pozoruhodný objev: Epsilon Indi B je nejbližší hvězdný zdroj ke Slunci nalezený za 15 let, nejvyšší správný zdroj pohybu nalezený za více než 70 let as celkovou jasností jen 0,002% jako Slunce, jeden z nejslabší zdroje, jaké kdy byly vidět mimo Sluneční soustavu!
Po systémech Proxima a Alpha Centauri je systém Epsilon Indi také druhým známým širokým binárním systémem do 15 světelných let. Na rozdíl od Proxima Centauri však Epsilon Indi B není obyčejná hvězda.
Hnědí trpaslíci: chlazení, chlazení, chlazení…
Během několika dnů od svého objevu v databázi se astronomům podařilo zajistit infračervené spektrum Epsilon Indi B pomocí přístroje SOFI na 3,5m dlouhém technologickém dalekohledu ESO (NTT) na observatoři La Silla (Chile). Spektrum ukázalo široké absorpční vlastnosti v důsledku metanu a vodní páry v jeho horní atmosféře, což ukazuje na teplotu „pouze“ 1 000 ° C. Obyčejné hvězdy nejsou nikdy tak cool - Epsilon Indi B byl potvrzen jako hnědý trpaslík.
Předpokládá se, že hnědí trpaslíci se tvoří téměř stejným způsobem jako hvězdy, a to gravitačním zhroucením shluků studeného plynu a prachu v hustých molekulárních mracích. Z důvodů, které ještě nejsou zcela jasné, však některé shluky končí s hmotností menší než asi 7,5% hmotnosti našeho Slunce nebo 75krát větší než hmotnost planety Jupiter. Pod touto hranicí není v jádru dostatek tlaku k zahájení jaderné fúze vodíku, dlouhodobého a stabilního zdroje energie pro obyčejné hvězdy, jako je Slunce. S výjimkou krátké rané fáze, kdy se spálí některé deuterium, tyto nízkohmotné objekty jednoduše pokračují v ochlazování a pomalu mizí pryč, zatímco uvolňují teplo, které zbylo po narození.
Teoretická diskuse o takových objektech začala asi před 40 lety. Nejprve byli pojmenováni „černí trpaslíci“ a později „hnědí trpaslíci“, protože rozpoznali jejich předpovězené velmi chladné teploty. Předpovídalo se však, že budou velmi slabé a velmi červené, a teprve v roce 1995 se tyto objekty začaly detekovat.
První byli viděni jako slabí společníci sousedních hvězd a později byli někteří nalezeni volně se pohybující v sousedství Slunce. Většina hnědých trpaslíků patří k nedávno klasifikovaným spektrálním typům L a T, pod dlouho známými chladnými trpaslíky typu M. Tito jsou lidským očím velmi červení, ale trpaslíci L a T jsou stále chladnější, natolik, že jsou téměř neviditelní při optických vlnových délkách, přičemž většina jejich emisí vychází v infračerveném světle. [7].
Jak masivní je Epsilon Indi B?
Věk většiny dosud detekovaných hnědých trpaslíků není znám, a proto je těžké odhadnout jejich hmotnosti. Lze však předpokládat, že věk Epsilon Indi B je stejný jako věk Epsilon Indi A, jehož věk se podle jeho rotační rychlosti odhaduje na 1,3 miliardy let. Kombinace těchto informací s naměřenou teplotou, jasem a vzdáleností je potom možné stanovit hmotnost Epsilon Indi B pomocí teoretických modelů hnědých trpaslíků.
Dva nezávislé sady modelů poskytují stejný výsledek: Epsilon Indi B musí mít hmotnost někde mezi 4-6% hmotnosti Slunce nebo 40-60 hmot Jupiteru. Nejpravděpodobnější hodnota je kolem 45 Jupiterových hmot, tj. Hluboko pod mezí vodíkové fúze, a definitivně potvrzuje tento nový objev jako pravého hnědého trpaslíka.
Význam Epsilon Indi B
PR Photo 03c / 03 ukazuje aktuální sčítání hvězd v solárním sousedství. Všechny tyto hvězdy byly známy již mnoho let, včetně GJ1061, který však měl svou vzdálenost pevně stanovenou až v roce 1997. Objev Epsilon Indi B je však extrémním případem, který nebyl nikdy katalogizován, a prvním hnědým trpaslíkem se nachází v horizontu 12,5 světelného roku.
Pokud jsou aktuální předpovědi správné, mělo by být dvakrát tolik hnědých trpaslíků než hvězdy hlavní sekvence. V důsledku toho může být Epsilon Indi B prvním z asi 100 hnědých trpaslíků v této vzdálenosti a stále čeká na objevení!
Epsilon Indi B je důležitý úlovek daleko za katalogizací sousedství Solar. Jako nejbližší a nejjasnější známý hnědý trpaslík as velmi přesně měřenou vzdáleností může být podroben celé řadě podrobných observačních studií. Může tedy sloužit jako vzor pro vzdálenější členy této třídy.
S pomocí Epsilon Indi B by nyní měli být astronomové schopni vidět dále do tajemství obklopujících vznik a vývoj exotických objektů známých jako hnědé trpaslíci, na půli cesty mezi hvězdami a obřími planetami, fyzikou jejich vnitřních jader a počasím. a chemii jejich atmosféry.
Historická nota - jižní souhvězdí Indus
Souhvězdí Indus leží hluboko na jižní obloze, uhnízděné mezi třemi ptáky, Grusem (The Crane), Tucana (The Toucan) a Pavo (The Peacock), srov. PR Foto 03d / 03.
Tato konstelace byla poprvé katalogizována v letech 1595–1597 nizozemskými navigátory Pieterem Dirkszoonem Keyserem a Frederickem de Houtmanem a na jižní obloze ji přidal Johann Bayer ve své knize „Uranometria“ (1603), aby ocenil domorodých Američanů, s nimiž se evropští průzkumníci setkali na jejich cestuje.
Zejména bylo navrženo, že právě v Indu jsou zastoupeni konkrétně rodáci Tierra del Fuego a Patagonie, jen něco málo přes dva tisíce kilometrů jižně od La Silla, kde první spektroskopická pozorování Epsilon Indi B byla provedena asi o 400 let později. .
V pozdějším výkresu Bode, který je zde znázorněn, je Epsilon Indi, pátá nejjasnější hvězda v Indu, spojena s jednou ze šípů v indické ruce.
Původní zdroj: ESO News Release
