|
Тайна знаменитого коричневого карлика раскрыта
|
|
|
|
Сотни статей были написаны о первом известном коричневом карлике, Gliese 229B, с момента его открытия исследователями Калифорнийского технологического института в Паломарской обсерватории в 1995 году. Но этот шар по-прежнему остается загадкой: он слишком тусклый для своей массы.
|
|
|
|
Коричневые карлики легче звезд и тяжелее газовых гигантов, таких как Юпитер. И хотя астрономы измерили, что масса Gliese 229B примерно в 70 раз превышает массу Юпитера, объект такой массы должен светиться ярче, чем то, что наблюдали телескопы.
|
|
|
|
Теперь международная команда астрономов под руководством Калифорнийского технологического института наконец-то разгадала эту тайну: Коричневый карлик на самом деле представляет собой пару тесно связанных коричневых карликов, масса которых примерно в 38 и 34 раза превышает массу Юпитера, которые вращаются вокруг друг друга каждые 12 дней. Наблюдаемые уровни яркости этой пары соответствуют ожидаемым для двух маленьких тусклых коричневых карликов в этом диапазоне масс.
|
|
|
|
"Gliese 229B считалась типичным коричневым карликом", - говорит Джерри У. Суан, аспирант, работающий с Дмитрием Маветом, профессором астрономии Дэвида Морриса Роу. "И теперь мы знаем, что все это время ошибались относительно природы объекта. Это не один, а два объекта. Просто до сих пор мы не могли исследовать расстояние так близко".
|
|
|
|
|
|
|
Сюань является ведущим автором исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nature и озаглавлены "Холодный коричневый карлик Gliese 229B - близкая двойная звезда".
|
|
|
|
Отдельное независимое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, под руководством Сэма Уайтбука, аспиранта Калифорнийского технологического института, и Тима Брандта, младшего астронома из Научного института космических телескопов в Балтиморе, также показало, что Gliese 229B является парой коричневых карликов.
|
|
|
|
Это открытие поднимает новые вопросы о том, как образуются такие сплоченные пары коричневых карликов, как этот, и предполагает, что подобные двойные коричневые карлики - или даже двойные экзопланеты — могут ожидать своего открытия. (Экзопланета - это планета, которая вращается вокруг звезды, отличной от нашего Солнца.)
|
|
|
|
"Это открытие о том, что Gliese 229B является двойным, не только устраняет наблюдавшуюся в последнее время напряженность между его массой и светимостью, но и значительно углубляет наше понимание коричневых карликов, которые находятся на грани между звездами и планетами-гигантами", - говорит Мавет, который также является старшим научным сотрудником Лаборатории лабораторных исследований (JPL), которой руководит Калифорнийский технологический институт. НАСА.
|
|
|
|
Gliese 229B была открыта в 1995 году командой Калифорнийского технологического института, в которую входили Ребекка Оппенгеймер, в то время аспирантка Калифорнийского технологического института; Шри Кулкарни, профессор астрономии и планетологии Джорджа Эллери Хейла; Кит Мэтьюз, специалист по приборам в Калифорнийском технологическом институте; и другие коллеги.
|
|
|
|
Астрономы с помощью Паломарской обсерватории обнаружили, что Gliese 229B содержит в своей атмосфере метан — явление, типичное для газовых гигантов, таких как Юпитер, но не для звезд. Это открытие ознаменовало собой первое подтвержденное обнаружение класса холодных звездоподобных объектов, называемых коричневыми карликами, - недостающего звена между планетами и звездами, о котором теоретически говорилось около 30 лет назад.
|
|
|
|
"Увидеть первый объект размером меньше звезды, вращающийся вокруг другого солнца, было волнующе", - говорит Оппенгеймер, соавтор нового исследования и астрофизик из Американского музея естественной истории. "Тогда это положило начало кустарной индустрии, когда люди искали таких же чудаков, как он, но на протяжении десятилетий это оставалось загадкой".
|
|
|
|
Действительно, спустя почти 30 лет после своего открытия и сотен наблюдений Gliese 229B по-прежнему озадачивала астрономов своей неожиданной тусклостью. Ученые подозревали, что Gliese 229B могут быть близнецами, но "чтобы астрономы не заметили их в течение 30 лет, два коричневых карлика должны были находиться очень близко друг к другу", - говорит Сюань.
|
|
|
|
Чтобы разделить Gliese 229B на два объекта, команда использовала два разных прибора, оба из которых установлены на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. Они использовали GRAVITY instrument, интерферометр, который объединяет свет от четырех разных телескопов, для пространственного разделения тела на два, а также прибор CRIRES+ (криогенный инфракрасный эшелле-спектрограф высокого разрешения) для обнаружения различных спектральных характеристик двух объектов.
|
|
|
|
Последний метод включал измерение движения (или доплеровского сдвига) молекул в атмосфере коричневых карликов, которое показало, что одно тело движется к нам, на Землю, а другое — прочь, и наоборот, когда пара вращается вокруг друг друга.
|
|
|
|
"Так приятно видеть, что почти 30 лет спустя произошло новое развитие", - говорит Кулкарни, который не является автором данной статьи. "Теперь эта бинарная система снова поражает воображение".
|
|
|
|
Эти наблюдения, продолжавшиеся в течение пяти месяцев, показали, что дуэт коричневых карликов, которые теперь называются Gliese 229Ba и Gliese 229Bb, вращаются вокруг друг друга каждые 12 дней с расстоянием, всего в 16 раз превышающим расстояние между Землей и Луной. Вместе эта пара обращается вокруг звезды-карлика M (меньшей и более красной звезды, чем наше Солнце) каждые 250 лет.
|
|
|
|
"Эти два мира, вращающиеся друг вокруг друга, на самом деле меньше по радиусу, чем Юпитер. Они выглядели бы довольно странно на нашем ночном небе, если бы в нашей собственной солнечной системе было что-то подобное", - говорит Оппенгеймер. "Это самое захватывающее открытие в области субзвездной астрофизики за последние десятилетия".
|
|
|
|
Как возникла эта вращающаяся пара космических шаров, до сих пор остается загадкой. Согласно некоторым теориям, пары коричневых карликов могли образоваться внутри вращающихся дисков вещества, окружающих формирующуюся звезду. Диск разделился бы на два зародыша коричневых карликов, которые после близкого столкновения оказались бы гравитационно связанными. Работают ли те же механизмы формирования пар планет вокруг других звезд, еще предстоит выяснить.
|
|
|
|
В будущем команда хотела бы провести поиск двойных коричневых карликов на еще более близких орбитах с помощью таких инструментов, как Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), который был разработан командой под руководством Мавета в обсерватории У. М. Кека на Гавайях, а также с помощью предстоящей обсерватории высокого разрешения Кека.- инфракрасный спектрограф высокого разрешения для определения характеристик экзопланет (HISPEC), который разрабатывается в Калифорнийском технологическом институте и других лабораториях командой под руководством Мавета.
|
|
|
|
"Тот факт, что первый известный спутник коричневого карлика является двойным, служит хорошим предзнаменованием для дальнейших поисков", - говорит Сюань.
|
|
|
|
Источник
|
