지금까지 천문학 자들이 갈색 왜성에 대한 최초의 세계 날씨지도를 제작했다고 들었을 것입니다. 그렇지 않은 경우 여기에서 스토리를 찾을 수 있습니다. 연구원이 제공 한 갈색 왜성 Luhman 16B 표면의 큐브 모델 또는 종이 접기 풍선 모델을 만들었을 수도 있습니다 (여기).
내 모자 중 하나는 대부분의지도 제작이 이루어지는 Max Planck Institute for Astronomy의 홍보 담당자의 모자이므로 결과에 대한 보도 자료를 작성하는 데 참여했습니다. 그러나 내가 특히 흥미로 웠던 한 가지 측면은 그다지 다루지 않았습니다. 이 특정 연구는 요즘 천식이 얼마나 빨리 진행될 수 있는지에 대한 좋은 예이며,보다 일반적으로 천문학 연구가 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 여기에 첫 번째 갈색 왜성 표면 맵에 대한 비하인드 스토리가 있습니다 (오른쪽 이미지 참조).
다른 과학에서와 마찬가지로 성공적인 천문학자가 되려면 새로운 일을하고 이전에 한 일을 뛰어 넘어야합니다. 결국, 출판 가능한 새로운 결과가 중요합니다. 때때로, 그러한 진보는 더 큰 망원경과보다 민감한 기기가 이용 가능해지기 때문에 발생합니다. 때로는 많은 수의 물건을 조사하고 얻은 데이터에서 결론을 도출하는 것과 같은 노력과 인내심에 관한 것입니다.
독창성은 중요한 역할을합니다. 천문학 자들이 끊임없이 성장하는 도구 상자의 도구로 개발 한 망원경,기구 및 분석 방법을 생각해보십시오. 새로운 결과를 얻는 한 가지 방법은 이러한 도구를 새로운 방식으로 결합하거나 새로운 객체에 적용하는 것입니다.
막스 플랑크 연구소의 박사후 연구원 인 이안 크로스 필드 (Ian Crossfield)와 2013 년 3 월 초에 수많은 동료들 (토마스 헤닝 연구 소장 포함)이 이전에는 이런 식으로 매핑 된 적이없는 객체 클래스에 별 표면을 매핑하는 특정 방법을 적용합니다.
이 방법을 도플러 이미징이라고합니다. 회전하는 별의 빛은 별이 회전함에 따라 주파수가 약간 이동한다는 사실을 이용합니다. 별의 회전으로 인해 별 표면의 여러 부분이지나 갈수록 주파수 변화는 별의 발광 영역 위치에 따라 약간 씩 다릅니다. 이러한 체계적인 변형으로부터, 별이 빛나는 표면의 대략적인 맵을 재구성하여 더 어둡고 밝은 영역을 보여줄 수 있습니다. 현재의 가장 큰 망원경조차도 표면의 세부 사항을 식별하기에는 별이 너무 멀리 떨어져 있지만, 이런 식으로 표면지도를 간접적으로 재구성 할 수 있습니다.
이 방법 자체는 새로운 것이 아닙니다. 기본 개념은 1950 년대 후반에 발명되었으며, 1980 년대에는 도플러 이미징을 사용하여 천문학 자들이 별의 반점 (별 표면의 어두운 반점, 별점과 태양 반점)을 매핑하는 천문학 자들이 밝고 천천히 회전하는 별에 몇 가지 응용이 적용되었습니다.
크로스 필드와 그의 동료들은이 방법을 행성과 별 사이의 중개자, 행성보다 더 무겁지만 핵융합에 대한 질량이 불충분하여 물체의 핵심에서 점화되어 별으로 변하는 갈색 왜성에 적용될 수 있을까? 안타깝게도 현재의 망원경과 도구가 알려진 갈색 왜소의 특성뿐만 아니라 현재의 망원경과 도구로 무엇을 할 수 있는지를 고려한 몇 가지 빠른 계산은 작동하지 않는다는 것을 보여주었습니다.
사용 가능한 대상이 너무 희미하고 도플러 이미징에는 많은 양의 빛이 필요합니다. 가용 한 빛을 무수한 색상의 스펙트럼으로 분할해야하기 때문에 또한 여러 가지 다른 짧은 측정을 수행해야하기 때문입니다. 도플러 효과로 인한 미묘한 주파수 변화가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는 지 모니터링해야합니다.
지금까지는 평범합니다. 완전히 새로운 유형을 관찰하는 방법에 대한 대부분의 토론은 아마도 그것이 불가능하거나 불가능하다는 결론에 도달했을 것입니다 아직. 그러나이 경우 천문학적 진보의 또 다른 동인이 등장했습니다. 새로운 물체의 발견.
3 월 11 일, Penn State University의 천문학자인 Kevin Luhman은 NASA의 WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer)의 데이터를 사용하여 서로 공전하는 2 개의 갈색 왜성 시스템을 확인했습니다. 놀랍게도이 시스템은 지구에서 불과 6.5 광년 거리에있었습니다. 알파 센타 우리 스타 시스템과 버나드 스타 만이 지구보다 더 가깝습니다. 실제로, Barnard의 별은 우리 태양계와 가장 가까운 물체가 발견 된 마지막 순간이며 1916 년에 발견되었습니다.
현대의 천문학 자들은 이름이 불분명 한 것으로 알려져 있지 않으며 WISE J104915.57-531906.1로 지정된 새로운 물체도 예외는 아닙니다. 공정하게 말해서 이것은 실제 이름이 아닙니다. 그것은 하늘에서 시스템의 좌표와 발견 기기 WISE의 조합입니다. 나중에 시스템에 대한 대체 명칭 "Luhman 16AB"가 제안되었는데 이는 16일 A와 B가 이진 시스템의 두 가지 구성 요소를 나타내는 Kevin Luhman이 발견 한 이진 시스템.
요즘 인터넷은 천문학 공동체가 새로운 발견이 발표 되 자마자 즉시 접근 할 수있게한다. 아마도 대부분의 천문학 자들은 과학 논문의 국제 저장소 인 arXiv의 천체 물리학 부분 인 astro-ph에 대한 최근의 제출물을 찾아 보면서 작업 일을 시작합니다. 일부 저널은 적어도 한동안 독점적 인 출판권을 주장하는 경우를 제외하고 대부분의 경우 천문학 자들은 동료의 최신 연구 논문을 처음으로 보게됩니다.
Luhman은 3 월 11 일 astro-ph에 "태양으로부터 2 파섹에서 이진 브라운 드워프 발견"이라는 논문을 게시했습니다. MPIA의 Crossfield와 그의 동료들에게 이것은 게임 체인저였습니다. 갑자기, 여기에 도플러 이미징이 작동 할 수있는 갈색 왜성이 있었고, 갈색 왜성의 최초의 표면지도를 산출했습니다.
그러나 여전히 세계에서 가장 큰 망원경 중 하나의 집광력이이를 실현하는 데 필요하며, 이러한 망원경의 관측 시간은 수요가 많습니다. Crossfield와 그의 동료들은 지원하기 전에 한 번 더 시험을 적용해야한다고 결정했습니다. 도플러 이미징에 적합한 모든 물체는 약간 깜박 거리면서 밝거나 어두운 표면 영역이 시야로 회전함에 따라 약간 밝고 어두워집니다. 천문학 자에서 Luhman 16A 또는 16B가 깜박 거렸습니까? 둘 중 하나 또는 둘 다가 높은 변동성을 보였습니까?
천문학에는 자체 시간 눈금이 있습니다. 인터넷을 통한 통신이 빠릅니다. 그러나 새로운 아이디어가 있다면 보통 밤이 오기를 기다렸다가 망원경을 가리킬 수 없습니다. 관찰 제안을 수락해야하며이 프로세스는 일반적으로 제안과 실제 관찰 사이에 반년에서 1 년 사이의 시간이 걸립니다. 또한, 신청은 형식 이외의 것입니다. European Southern Observatory의 Very Large Telescopes 또는 Hubble과 같은 우주 망원경과 같은 대규모 시설은 일반적으로 실제로 사용 가능한 관측 시간보다 5 배 이상 많은 시간 동안 응용 프로그램을 수신합니다.
그러나 특히 유망하거나 시간이 중요한 관찰 프로젝트를 훨씬 빠르게 완료 할 수있는 방법 인 바로 가기가 있습니다. 천문대 소장 또는 대리인은 재량에 따라이 관찰 시간을 배포 할 수있는 권한을 가지고 있기 때문에“감독의 재량 시간”으로 알려져 있습니다.
4 월 2 일, 또 다른 MPIA 박사 후 연구원 인 베스 빌러 (현재 그녀는 에든버러 대학교에 있음)는 칠레의 ESO 라 실라 천문대에서 MPG / ESO 2.2m 망원경으로 재량 시간을 신청했다. 제안은 같은 날 승인되었습니다.
Biller의 제안은 GROND라는 도구로 Luhman 16A 및 16B를 연구하는 것이 었습니다. 이 장비는 감마선 폭발로 알려진 강력하고 먼 폭발의 잔광을 연구하기 위해 개발되었습니다. 천문학 자들은 일반적인 천체로 인해 시간이 걸릴 수 있습니다. 이 물체들은 천문학자가 관측하는 몇 시간 동안 크게 변하지 않을 것입니다. 먼저 한 필터를 사용하여 한 파장 범위 ( "한 색상의 빛"이라고 생각)를 캡처 한 다음 다른 파장 범위에 대한 다른 필터를 사용합니다. 천문 이미지는 일반적으로 한 번에 하나의 파장 범위 (하나의 색상)를 캡처합니다. 컬러 이미지를 보면 일반적으로 한 번에 하나의 컬러 필터 인 일련의 관측 결과입니다.
감마선 버스트 및 기타 과도 현상은 다릅니다. 그들의 특성은 분 단위의 시간 단위로 변할 수있어 연속적인 관찰을위한 시간을 남기지 않습니다. 그렇기 때문에 GROND는 7 가지 색상을 동시에 관찰 할 수 있습니다.
Biller는 Luhman 16A 및 16B의 밝기 변화를 7 가지 색상으로 동시에 기록 할 수있는 GROND의 고유 한 기능을 사용하도록 제안했습니다. 연구원들이 갈색 왜소에서 얻은 가장 동시적인 정보는 두 가지 다른 파장 (Esther Buenzli가 작업 한 후 애리조나 대학교 스튜어트 천문대 (University of Arizona)의 Steward Observatory와 동료들)의 작업에서 비롯되었습니다. 빌러는 7 명을 갔다 약간 다른 파장 영역에는 약간 다른 색상의 가스에 대한 정보가 포함되어 있으므로 이러한 측정은 이러한 갈색 왜성 층 구조에 대한 통찰력을 약속했습니다. 온도가 다른 높이의 다른 대기층에 해당합니다.
Crossfield와 그의 동료들 (Biller)의 경우, 이러한 밝기 변화 측정은 갈색 왜성 중 하나가 도플러 이미징에 적합한 지 여부를 보여 주어야합니다.
결과적으로 그들은 오래 기다릴 필요조차 없었습니다. Michaël Gillon 주변의 천문학 자 그룹은 소형 로봇 망원경 인 TRAPPIST를 지적했다. 호스트 스타와 지구의 관측자 사이를 Luhman 16AB로 전달할 때 발생하는 밝기 변화에 의해 외계 행성을 감지하도록 설계되었다. 빌러가 시간을 관찰하기 위해 신청 한 날과 그녀의 신청이 승인 된 TRAPPIST 그룹은 Luhman 16B의 밝기 변화를 나타내는“두 개의 새로운 아성 인근 지역에서 가장 멋진 날씨를 빠르게 발전시키는”종이를 발표했습니다.
이 소식은 크로스 필드를 수천 마일이나 집에서 잡았습니다. 일부 천문학적 관측은 천문학 자들이 안락한 사무실을 떠날 것을 요구하지 않습니다. 제안은 대형 망원경 중 하나의 직원 천문학 자에게 보내집니다. 제안자는 조건이 맞으면 관측을하고 인터넷을 통해 데이터를 다시 보냅니다. 그러나 다른 유형의 관측에서는 천문학자가 망원경을 사용하는 모든 곳, 즉 칠레, 하와이 또는 하와이로 이동해야합니다.
Luhman 16B의 밝기 변화가 발표되었을 때 Crossfield는 하와이에서 관찰되었습니다. 그와 그의 동료들은 Luhman 16B가 새로운 결과를 얻었을 때 도플러 이미징 기술의 가능한 후보에서 유망한 기술로 옮겨 갔다는 것을 즉시 깨달았습니다. 하와이에서 프랑크푸르트로 돌아 오는 비행에서 Crossfield는 CRIRES의 재량 시간에 대한 긴급 관측 제안을 신속하게 썼는데, 칠레의 ESO Paranal 전망대에서 8 미터 VLT (Very Large Telescopes) 중 하나에 설치된 분광기는 4 월에 신청서를 제출했습니다. 5. 5 일 후에 제안이 수락되었습니다.
5 월 5 일, 초대형 망원경의 4 대 망원경 중 하나 인 Antu의 거대한 8 미터 거울이 남쪽 별자리 Vela (“선박의 항해”)로 향했습니다. 수집 된 빛은 CRIRES로 유입되어 고해상도의 적외선 분광기 (CRIRES)로 유입되어 감도를 높이기 위해 섭씨 -200도 (-330 화씨)로 냉각됩니다.
Biller의 관찰 결과는 각각 3 주와 2 주 전에 7 개의 서로 다른 파장 대역에서 브라운 드워프의 변동성에 대한 풍부한 데이터를 산출했습니다.
이 시점에서 원래 아이디어와 관찰 사이에 2 개월이 넘지 않았습니다. 그러나 에디슨의 유명한 퀴즈를 해석하면 관측 천문학은 관찰 된 물체의 특성에 대한 모델 및 추론에 비해 원시 데이터가 분석, 수정되므로 1 % 관측 및 99 % 평가입니다.
밝기 변화에 대한 Beth Biller의 다중 파장 모니터링에는 약 5 개월이 걸렸습니다. 9 월 초, Biller와 17 명의 공동 저자, Crossfield 및 그 밖의 수많은 MPIA 동료들이 기사를 천체 물리학 (ApJL) 일부 수정 후 10 월 17 일에 승인되었습니다. 10 월 18 일부터 결과는 astro-ph에서 온라인으로 액세스 할 수 있었고 1 개월 후 ApJL 웹 사이트에 게시되었습니다.
9 월 말, Crossfield와 그의 동료들은 CRIRES 데이터에 대한 도플러 영상 분석을 마쳤습니다. 그러한 분석의 결과는 결코 100 % 확실하지 않지만, 천문학 자들은 Luhman 16B 표면의 가장 가능성있는 구조를 발견했습니다 : 밝고 어두운 반점의 패턴; 수소 가스에 떠 다니는 철과 다른 미네랄로 만들어진 구름.
필드에서 평소와 같이 저널에 제출 한 텍스트 자연 익명으로 남아 있고 특정 기사의 출판 여부를 저널 편집자에게 추천하는 과학자 인 심판에게 보냈습니다. 대부분의 경우, 심판은 심판이 출판해야한다고 생각하는 기사라도 개선을위한 몇 가지 권장 사항을 가지고 있습니다. 일부 수정 후 자연 Crossfield et al. 2013 년 12 월 말 기사.
와 자연, 저널에 게시 한 후 6 개월 이내에 astro-ph 또는 유사한 서버에만 최종 개정 버전을 게시 할 수 있습니다. 그래서 많은 동료들이 1 월 9 일 워싱턴 DC에서 열린 223 차 미국 천문 학회 회의에서 2014 년 1 월 29 일에 더 넓은 천문 공동체 온라인 출판을위한 갈색 왜성지도에 대해 들었을 것입니다. 이 새로운 결과를 처음으로 엿볼 수있었습니다. 그리고 당신은 갈색 왜성지도를 보면 많은 사람들이 다른 일을 할 수 있다고 생각하기 시작할 것입니다. 차세대 결과를 기대하십시오.
아이디어 : 출판에 이르기까지 10 개월 간의 천문학적 연구로 브라운 드워프 (Crossfield et al.)의 첫 번째 표면 맵과 두 개의 브라운 드워프의 밝기 변화에 대한 최초의 7- 파장 대역 연구가 이루어졌습니다. (빌러 외). 이 연구는 행성과 별 사이의 물체에 갈색 왜성 연구의 새로운 시대의 시작과 다른 목표를 향한 중요한 단계 인 다른 주변의 거대한 가스 행성의 상세한 표면지도에 대한 매혹적인 날씨 패턴의 매혹적인 이미지를 제공합니다. 별.
좀 더 개인적으로, 이것은 날씨 채널에 의해 채택 된 최초의 보도 자료였습니다.
