매우 큰 망원경에 설치된 강력하고 새로운 고 대비 카메라 덕분에 별과 매우 가까운 저 질량 동반자의 사진을 얻을 수있었습니다. 이로 인해 천문학 자들은 젊고 매우 낮은 질량 물체의 질량을 처음으로 직접 측정 할 수있었습니다.
주인공보다 100 배 이상 희미한이 물체는 여전히 목성보다 93 배나 무겁습니다. 그리고 이론이 예측 한 것보다 거의 두 배나 무겁습니다.
따라서이 발견은 모델의 오류로 인해 천문학 자들이 젊은“갈색 왜성”과“자유 부동”외계 행성의 수를 과대 평가했을 수 있음을 시사합니다.
우승 조합
별은 많은 매개 변수로 특징 지어 질 수 있습니다. 그러나 가장 중요한 것은 질량입니다. 운명을 결정할 것은 별의 질량입니다. 따라서 천문학 자들이이 매개 변수의 정확한 측정 값을 얻고 자하는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
그러나 이것은 별과 갈색 왜성 물체 사이의 경계에있는 가장 작은 것들에게는 쉬운 일이 아닙니다. 브라운 드워프 또는 "실패한 별"은 목성보다 최대 75 배 더 큰 물체로, 주요 핵융합 과정이 내부에서 발화하기에는 너무 작습니다.
별의 질량을 결정하기 위해 천문학 자들은 일반적으로 이진 시스템에서 별의 움직임을 봅니다. 그런 다음 달의 거리와 위성이 완전한 궤도를 완성하는 데 걸리는 시간 (소위 "Kepler 's Third Law")을 알고 지구의 질량을 결정할 수있는 동일한 방법을 적용하십시오. 같은 방식으로, 그들은 지구-태양 거리와 시간 (1 년)을 알면서도 태양의 질량을 측정했습니다.
질량이 적은 물체의 문제점은 물체가 매우 희미하여 종종 큰 망원경으로 볼 때 궤도를 밝게 빛나는 별의 눈부심에 숨겨져 있다는 것입니다.
그러나 천문학 자들은이 어려움을 극복 할 수있는 방법을 찾았습니다. 이를 위해 그들은 최첨단 도구와 잘 고려 된 관측 전략의 조합에 의존합니다.
고 대비 카메라
첫째, 질량이 매우 작은 물체를 검색하는 천문학자는 근처에있는 어린 별을보고 있습니다. 왜냐하면 질량이 적은 반려 동물은 어릴 때 가장 밝고 수축하기 전에 식기 때문입니다.
이 특별한 경우에, Laird Close (아리조나 대학교의 천문대)가 이끄는 국제 천문학 자 팀 [1]은 별 AB Doradus A (AB Dor A)를 연구했습니다. 이 별은 약 48 광년 떨어져 있으며 5 천만년 전의 "단지"입니다. AB Dor A의 하늘에서의 위치는 별 모양의 물체의 중력으로 인해“흔들림”이기 때문에 AB Dor A는 1990 년대 초부터 AB 질량이 낮은 질량의 동반자를 가져야한다고 믿어졌습니다.
이 동료를 촬영하고 이에 대한 포괄적 인 데이터를 얻기 위해 Close와 그의 동료들은 European Southern Observatory의 초대형 망원경에 새로운 도구를 사용했습니다. 이 새로운 고 대비 적응 형 광학 카메라 인 NACO Simultaneous Differential Imager 또는 NACO SDI [2]는 특별히 외계 행성을 사냥하기 위해 Laird Close and Rainer Lenzen (독일 하이델베르크 천문학 연구소)이 개발했습니다. SDI 카메라는 VLT와 적응 형 광학 시스템의 기능을 향상시켜 기본 별의 눈부심에서 일반적으로 사라지는 희미한 동반자를 감지합니다.
세계 초연
2004 년 2 월이 카메라를 AB Dor A쪽으로 돌리면 처음으로 별보다 120 배나 희미한 동반자를 촬영할 수있었습니다.
팀원 인 Markus Hartung (ESO)은 다음과 같이 말합니다.“이 세계 초연은 VLT에서 NACO SDI 기기의 고유 한 기능 덕분에 가능했습니다. 실제로 허블 우주 망원경은 동반자가 너무 희미하고 일차 별의 눈부심에 너무 가까워 동반자를 감지하지 못했습니다.”
별과 희미한 동반자 (0.156 arcsec) 사이의 작은 거리는 20km 떨어진 곳에서 1 유로 동전 (2.3 cm)의 너비와 동일합니다. AB Dor C라고 불리는 동반자는 지구와 태양 사이의 평균 거리의 2.3 배 거리에서 보였습니다. 다소 편심 한 궤도에서 11.75 년 만에 호스트 스타 주변의주기를 완료합니다.
별의 알려진 '흔들림'과 함께 동반자의 정확한 위치를 사용하여 천문학자는 동반자의 질량을 정확하게 결정할 수있었습니다. 근접한 1 차 별보다 100 배 이상 희미한 물체는 호스트 별 질량의 10 분의 1, 즉 목성보다 93 배 더 무겁습니다. 따라서 갈색 왜성 한계보다 약간 높습니다.
VLT에서 NACO를 사용하여 천문학 자들은 온도와 광도를 측정하기 위해 근적외선 파장에서 AB Dor C를 추가로 관찰했습니다.
“우리는 그 동반자가 400도 (섭씨) 더 시원하고 최신 모델이이 질량의 물체에 대해 예측 한 것보다 2.5 배 더 희미하다는 사실에 놀랐습니다.”라고 Close는 말했습니다.
“이론은이 질량이 낮고 시원한 물체는 약 50 개의 목성 질량이 될 것이라고 예측합니다. 그러나 이론은 틀렸다 :이 물체는 실제로 88에서 98 사이의 목성 질량이다.”
따라서 이러한 새로운 발견은 갈색 왜성 개체군에 대한 현재의 아이디어와 널리 퍼져있는“자유 부동”외계 행성의 존재 가능성에 도전합니다.
실제로, 지금까지 갈색 왜성으로 식별 된 어린 물체가 생각보다 두 배나 크다면, 대부분은 저 질량 별이어야합니다. 그리고 최근에 "자유 부동"행성으로 확인 된 물체는 질량이 적은 갈색 왜소 일 가능성이 있습니다.
Close와 그의 동료들에게,“이 발견은 천문학 자들이 자연에서 생성 된 가장 작은 물체의 질량을 다시 생각하게 할 것입니다.”
추가 정보
여기에 제시된 연구는 Nature의 1 월 20 일자 (“L. Close et al.의“매우 낮은 별 질량과 어린 나이의 질량-휘도 관계의 동적 교정”)에서 레터로 나타납니다.
노트
[1] :이 팀은 Laird M. Close, Eric Nielsen, Eric E. Mamajek 및 Beth Biller (미국 애리조나 대학교 애리조나 대학교 천문대), Rainer Lenzen 및 Wolfgang Brandner (Astronomie의 Max-Planck Institut, 독일 하이델베르크), 호세 C. 기라도 (스페인 발렌시아 대학교), Markus Hartung 및 Chris Lidman (ESO- 칠레).
[2] : NACO SDI 카메라는 적응 형 광학 장치를 사용하는 독특한 유형의 카메라로 지구 대기의 흐림 효과를 제거하여 매우 선명한 이미지를 생성합니다. SDI는 단일 별의 빛을 4 개의 동일한 이미지로 분할 한 다음 결과로 나오는 광선을 약간 다른 4 가지 (메탄 구분) 필터를 통과시킵니다. 필터링 된 광선이 카메라의 감지기 배열에 부딪히면 천문학자가 이미지를 빼서 밝은 별이 사라 지므로 별의 산란 된 빛 후광 ( "반사")에 숨겨져있는 더 시원하고 시원한 물체가 나타납니다. NACO SDI로 이전에 얻은 토성의 위성 타이탄의 독특한 이미지는 ESO PR 09/04에 출판되었습니다.
원본 출처 : ESO 뉴스 릴리스
