Pasukan ahli astronomi antarabangsa telah menentukan dengan tepat jejari dan jisim bintang pembakar teras terkecil yang diketahui sehingga kini.
Pemerhatian dilakukan pada bulan Mac 2004 dengan spektrograf multi-fiber FLAMES pada teleskop VLT Kueyen 8.2-m di Observatorium Paranal ESO (Chile). Mereka adalah bagian dari program besar yang bertujuan untuk mengukur kecepatan radial yang tepat untuk enam puluh bintang yang mana "kecerahan" kecerahan sementara telah dikesan semasa tinjauan OGLE.
Ahli astronomi mendapati bahawa penurunan yang dilihat dalam lekukan cahaya bintang yang dikenali sebagai OGLE-TR-122 disebabkan oleh rakan bintang yang sangat kecil, mengetepikan bintang seperti suria ini setiap 7.3 hari sekali.
Rakan ini 96 kali lebih berat daripada planet Musytari tetapi hanya 16% lebih besar. Ini adalah kali pertama pemerhatian langsung menunjukkan bahawa bintang yang kurang besar daripada 1/10 jisim suria hampir sama dengan planet gergasi. Fakta ini jelas harus dipertimbangkan semasa pencarian semasa untuk melancarkan eksoplanet.
Sebagai tambahan, pemerhatian dengan Teleskop Sangat Besar telah menyebabkan penemuan tujuh binari gerhana baru, yang menyimpan bintang dengan jisim di bawah sepertiga jisim Matahari, bonanza nyata bagi para astronom.
Tinjauan OGLE
Apabila sebuah planet kebetulan melintas di depan bintang induknya (seperti yang dilihat dari Bumi), ia menyekat sebahagian kecil cahaya bintang dari pandangan kita [1].
"Transit planet" ini sangat menarik kerana mereka membolehkan para astronom mengukur dengan cara yang unik jisim dan radius eksoplanet. Oleh itu, beberapa tinjauan sedang dijalankan untuk mencari tanda tangan samar dari dunia lain.
Salah satu program ini adalah tinjauan OGLE yang pada awalnya dirancang untuk mengesan kejadian mikrolensens dengan memantau kecerahan sebilangan besar bintang dalam jangka masa yang panjang. Selama bertahun-tahun terakhir, ini juga termasuk pencarian untuk "penurunan" berkala yang sangat dangkal dalam kecerahan bintang, yang disebabkan oleh transit biasa objek kecil yang mengorbit (bintang kecil, kerdil coklat [2] atau planet ukuran Musytari). Pasukan OGLE sejak itu mengumumkan 177 "calon transit planet" dari tinjauan mereka terhadap beberapa ratus ribu bintang di tiga medan langit selatan, satu di arah Galactic Center, satu lagi di dalam buruj Carina dan yang ketiga di dalam rasi bintang Centaurus / Musca.
Sifat objek peralihan hanya dapat ditentukan oleh pemerhatian kecepatan-radial bintang induk berikutnya. Ukuran variasi halaju (amplitud) secara langsung berkaitan dengan jisim objek pendamping dan oleh itu membolehkan diskriminasi antara bintang dan planet sebagai penyebab kecerahan yang diperhatikan.
Bonanza Bintang Jisim Rendah
Pasukan ahli astronomi antarabangsa [3] telah menggunakan teleskop VLT Kueyen 8.2-m untuk karya ini. Mendapat keuntungan dari kapasiti multiplex kemudahan FLAMES / UVES yang memungkinkan untuk mendapatkan spektrum resolusi tinggi hingga 8 objek secara serentak, mereka telah melihat 60 bintang calon transit OGLE, mengukur halaju radial mereka dengan ketepatan sekitar 50 m / s [ 4].
Program bercita-cita tinggi ini sejauh ini menghasilkan penemuan lima eksoplanet transit baru (lihat, misalnya, ESO PR 11/04 untuk pengumuman dua daripadanya).
Sebilangan besar calon transit lain yang dikenalpasti oleh OGLE ternyata menjadi gerhana binari, iaitu, dalam kebanyakan kes, bintang kecil dan berjisim rendah biasa melintas di hadapan bintang seperti matahari. Kekayaan data tambahan mengenai bintang kecil dan cahaya ini adalah bonanza sebenar bagi para astronom.
Mengadakan Hubungan Antara Jisim dan Radius
Bintang berjisim rendah adalah objek yang sangat menarik, juga kerana keadaan fizikal di bahagian dalamnya mempunyai banyak persamaan dengan planet gergasi, seperti Musytari di sistem suria kita. Lebih-lebih lagi, penentuan ukuran bintang terkecil memberikan maklumat tidak langsung dan penting mengenai tingkah laku jirim dalam keadaan melampau [5].
Sehingga baru-baru ini, sangat sedikit pemerhatian yang dibuat dan sedikit yang diketahui mengenai bintang berjisim rendah. Pada masa ini, nilai tepat jari-jari hanya diketahui untuk empat bintang dengan jisim kurang dari satu pertiga daripada jisim Matahari (rujuk ESO PR 22/02 untuk pengukuran yang dibuat dengan Interferometer Teleskop Sangat Besar) dan tidak sama sekali untuk jisim di bawah seperlapan jisim suria.
Keadaan ini kini berubah secara mendadak. Sesungguhnya, pengamatan dengan Teleskop Sangat Besar sejauh ini membawa kepada penemuan tujuh binari gerhana baru, yang menyimpan bintang dengan massa di bawah sepertiga jisim Matahari.
Kumpulan pemerhatian baru ini hampir melipatgandakan jumlah bintang berjisim rendah yang diketahui dengan tepat dan jisimnya. Dan lebih baik lagi - salah satu bintang ini kini menjadi yang terkecil!
Bintang Berukuran Planet
Gnome bintang yang baru dijumpai adalah pendamping OGLE-TR-122, bintang yang agak terpencil di galaksi Bima Sakti, yang dilihat ke arah buruj selatan Carina.
Program OGLE mendedahkan bahawa OGLE-TR-122 mengalami penurunan kecerahan 1.5 peratus sekali setiap 7 hari 6 jam dan 27 minit, setiap kali berlangsung lebih dari 3 jam (kira-kira 188 minit). Pengukuran FLAMES / UVES, yang dibuat selama 6 malam pada bulan Mac 2004, menunjukkan variasi halaju radial pada tempoh ini dengan amplitud sekitar 20 km / s. Ini adalah tanda jelas bintang berjisim rendah, hampir dengan had pembakaran Hidrogen, mengorbit OGLE-TR-122. Rakan ini menerima nama OGLE-TR-122b.
Seperti yang dijelaskan oleh Fran? Ois Bouchy dari Observatoire Astronomique Marseille Provence (Perancis): “Dikombinasikan dengan maklumat yang dikumpulkan oleh OGLE, data spektroskopi kami sekarang memungkinkan kita untuk menentukan sifat bintang yang lebih besar dalam sistem ini, yang nampaknya adalah matahari - suka ”.
Maklumat ini kemudian dapat digunakan untuk menentukan jisim dan jejari pendamping yang jauh lebih kecil OGLE-TR-122b. Sesungguhnya, kedalaman (penurunan kecerahan) transit memberikan anggaran langsung nisbah antara jari-jari dua bintang, dan orbit spektroskopi memberikan nilai unik jisim pendamping, setelah jisim bintang yang lebih besar diketahui .
Ahli astronomi mendapati bahawa OGLE-TR-122b mempunyai berat satu-sebelas dari jisim Matahari dan mempunyai diameter yang hanya satu-lapan daripada suria. Oleh itu, walaupun bintangnya masih 96 kali lebih besar daripada Musytari, ia hanya 16% lebih besar daripada planet gergasi ini!
Bintang yang Padat
"Bayangkan bahawa anda menambah 95 kali jisimnya sendiri pada Musytari dan bagaimanapun akan berakhir dengan bintang yang hanya sedikit lebih besar", mencadangkan Claudio Melo dari ESO dan anggota pasukan ahli astronomi yang membuat kajian ini. "Objek itu hanya menyusut untuk memberi ruang untuk masalah tambahan, menjadi semakin padat."
Ketumpatan bintang sedemikian lebih daripada 50 kali ketumpatan Matahari.
"Hasil ini menunjukkan adanya bintang yang tampak sangat menyerupai planet, bahkan dari dekat", menekankan Frederic Pont dari Geneva Observatory (Switzerland). "Bukankah aneh untuk membayangkan bahawa walaupun kita menerima gambar dari probe ruang depan yang mendekati objek seperti itu dari jarak dekat, tidak mudah untuk mengetahui sama ada ia adalah bintang atau planet?"
Seperti semua bintang, OGLE-TR-122b menghasilkan tenaga di bahagian dalamnya melalui tindak balas nuklear. Namun, kerana jisimnya yang rendah, pengeluaran tenaga dalaman ini sangat kecil, terutama jika dibandingkan dengan tenaga yang dihasilkan oleh bintang pendampingnya seperti suria.
Tidak kurang mencolok adalah kenyataan bahawa eksoplanet yang mengorbit sangat dekat dengan bintang tuan rumahnya, yang disebut "Jupiter panas", mempunyai radius yang mungkin lebih besar daripada bintang yang baru ditemui. Jejari exoplanet HD209458b, misalnya, kira-kira 30% lebih besar daripada Jupiter. Oleh itu, ia jauh lebih besar daripada OGLE-TR-122b!
Penyamar
Penemuan ini juga mempunyai implikasi mendalam untuk pencarian eksoplanet yang berterusan. Pemerhatian ini dengan jelas menunjukkan bahawa beberapa objek bintang dapat menghasilkan isyarat fotometrik yang sama (perubahan kecerahan) yang tepat dengan transit planet seperti Musytari [6]. Lebih-lebih lagi, kajian ini menunjukkan bahawa bintang seperti itu tidak jarang berlaku.
Bintang seperti OGLE-TR-122b adalah penyamar di antara eksoplanet gergasi dan penjagaan terluar diperlukan untuk membezakannya dari sepupu planet mereka. Membongkar bintang kecil seperti itu hanya dapat dilakukan dengan pengukuran spektrum resolusi tinggi susulan dengan teleskop terbesar. Masih ada banyak usaha untuk Teleskop Sangat Besar!
Maklumat lanjut
Maklumat yang terkandung dalam siaran pers ini didasarkan pada artikel penelitian yang akan segera muncul sebagai Surat kepada Editor dalam jurnal penyelidikan terkemuka "Astronomi & Astrofisika" ("Bintang transit berukuran planet di sekitar OGLE-TR-122" oleh F. Pont et al.). Kertas ini boleh didapati dalam format PDF di laman web A&A.
Catatan
[1]: Kurcaci coklat, atau "bintang yang gagal", adalah objek yang berukuran 75 kali lebih besar daripada Musytari. Mereka terlalu kecil untuk proses peleburan nuklear utama yang tidak dapat dinyalakan di bahagian dalamnya.
[2]: Jejari planet berukuran Musytari adalah sekitar 10 kali lebih kecil daripada bintang jenis suria, iaitu ia meliputi sekitar 1/100 permukaan bintang itu dan oleh itu ia menyekat sekitar 1% cahaya bintang semasa transit.
[3]: Pasukan ini terdiri dari Fr? Dicic Pont, Michel Mayor, Didier Queloz dan St? Phane Udry dari Geneva Observatory di Switzerland, Claudio Melo dari ESO-Chile, Fran? Ois Bouchy di Observatoire Astronomique Marseille Provence di Perancis , dan Nuno Santos dari Observatorium Astronomi Lisbon, Portugal.
[4]: Jumlah ini mengukur kelajuan 180 km / j. Sebagai perbandingan, pergerakan Matahari yang disebabkan oleh Musytari adalah sekitar 13 m / s atau 47 km / j. Gerakan ini berkadar dengan jisim planet dan berkadar songsang dengan punca kuasa dua jaraknya dari bintang.
[5]: Untuk bintang normal seperti Matahari yang jasadnya berperilaku seperti gas yang sempurna, ukuran bintang sebanding dengan jisim. Walau bagaimanapun, untuk bintang berjisim rendah, kesan kuantum menjadi penting dan bahan bintang menjadi "merosot", menahan mampatan lebih daripada gas yang sempurna. Untuk objek dengan jisim di bawah 75 kali jisim Musytari, iaitu kerdil coklat, benda itu merosot sepenuhnya dan ukurannya tidak bergantung pada jisim.
[6]: Perhatikan bahawa objek transit yang jauh - bintang atau planet - akan selalu menghasilkan kecerahan "celup", walau terang itu sendiri. Sebelum dan sesudah transit, kecerahan yang direkodkan sama dengan jumlah kecerahan bintang tengah dan cahaya dari objek yang mengorbit. Semasa transit, kecerahan yang dicatat adalah jumlah ini dikurangi cahaya yang dipancarkan oleh bahagian bintang pusat yang dikaburkan.
Sumber Asal: Siaran Berita ESO
