Ilustrasi artis pasangan binari kerdil coklat. Klik untuk membesarkan.
Salah satu tugas yang paling sukar bagi para astronom adalah untuk mengetahui seberapa besar objek jauh. Teleskop Angkasa Hubble telah membantu para astronom mengukur jisim sepasang binari kerdil coklat - bintang yang gagal - ketika mereka mengorbit satu sama lain. Satu kerdil adalah 55 kali jisim Musytari, dan yang satu lagi adalah 35 kali jisim. Masing-masing mestilah 80 kali jisim Musytari sebelum mereka mempunyai jisim yang cukup untuk mencetuskan reaksi pelakuran.
Buat pertama kalinya, para astronom berjaya menimbang sepasang kerdil coklat binari dan mengukur diameternya dengan tepat. Pengukuran tepat seperti ini tidak mungkin dilakukan ketika melihat kerdil coklat tunggal.
Oleh kerana orbitnya cenderung ke Bumi, kerdil melintas di depan satu sama lain, membuat gerhana. Ini adalah perduaan gerhana coklat pertama yang pernah ditemui. Pasangan ini menawarkan peluang yang luar biasa untuk menentukan secara tepat jisim dan diameter kerdil, memberikan ujian penting bagi model teori.
Kerdil coklat adalah kelas menengah objek langit yang sedikit difahami yang terlalu kecil untuk menahan reaksi peleburan hidrogen, seperti yang mendorong Matahari kita. Walau bagaimanapun, kerdil coklat puluhan kali lebih besar daripada planet terbesar di Sistem Suria, Musytari, dan terlalu besar untuk menjadi planet.
Penemuan kerdil coklat berpasangan dan pengukuran kritikal dilaporkan hari ini dalam jurnal saintifik Nature oleh pasukan astronomi: Jeff Valenti dari Institut Sains Teleskop Angkasa (STScI), Robert Mathieu dari University of Wisconsin-Madison, dan Keivan Stassun Universiti Vanderbilt.
Satu kerdil adalah 55 kali jisim Musytari; yang lain adalah 35 kali lebih tinggi daripada Musytari (dengan margin kesalahan 10 peratus). Untuk memenuhi syarat sebagai bintang dan membakar hidrogen melalui peleburan nuklear, orang kerdil harus 80 kali lebih besar daripada Musytari. Sebagai perbandingan, Matahari adalah 1,000 kali lebih besar daripada Musytari.
Ahli astronomi terkejut apabila mengetahui bahawa kerdil coklat yang lebih besar adalah pasangan yang lebih sejuk, bertentangan dengan semua ramalan mengenai kerdil coklat pada usia yang sama. Sama ada kedua-duanya tidak berumur sama dan mungkin mayat ditangkap, atau model teoretikalnya salah, kata penyelidik.
Pasangan kerdil coklat mengorbit satu sama lain sehingga kelihatan seperti satu objek apabila dilihat dari Bumi. Oleh kerana orbit lumba lumba mereka berada di tepi, dua objek secara berkala melintas di depan, atau gerhana, satu sama lain. Gerhana ini menyebabkan penurunan berkala dalam kecerahan cahaya gabungan yang datang dari kedua objek. Dengan tepat masa okultasi ini, para astronom dapat menentukan orbit kedua-dua objek tersebut. Dengan maklumat ini, para astronom menggunakan undang-undang gerakan Newton untuk mengira jisim kedua kerdil itu.
Sebagai tambahan, para astronom mengira ukuran dua kerdil dengan mengukur jangka masa penurunan dalam lekukan cahaya mereka. Kerana mereka sangat muda, kerdil sangat besar untuk jisimnya: kira-kira diameter yang sama dengan Matahari. Kerana pasangan ini terletak di Orion Nebula, yang merupakan taman asuhan kanak-kanak berdekatan dengan bintang berusia kurang dari 10 juta tahun.
Analisis cahaya yang datang dari pasangan kerdil menunjukkan bahawa orang kerdil memiliki corak kemerahan. Model semasa juga meramalkan bahawa kerdil coklat harus mempunyai "cuaca" - tali dan bintik seperti awan yang serupa dengan yang kelihatan di Musytari dan Saturnus.
Dengan mengukur variasi spektrum cahaya yang berasal dari pasangan ini, para astronom juga menentukan suhu permukaan kerdil. Teori meramalkan bahawa anggota sepasang kerdil coklat yang lebih besar harus mempunyai suhu permukaan yang lebih tinggi. Tetapi mereka mendapati sebaliknya. Yang lebih berat dari keduanya mempunyai suhu 4,310 darjah Fahrenheit (2,650 darjah Kelvin) dan yang lebih kecil, 4,562 darjah F (2,790 darjah K). Ini dibandingkan dengan suhu permukaan Matahari 9,980 darjah F (5,800 darjah K).
"Satu penjelasan yang mungkin adalah bahawa kedua-dua objek itu mempunyai asal usul dan usia yang berbeza," kata Stassun. Sekiranya demikian, maka ia menyokong salah satu hasil usaha terbaru untuk mensimulasikan proses pembentukan bintang. Simulasi ini meramalkan bahawa kerdil coklat diciptakan begitu dekat sehingga mereka cenderung mengganggu pembentukan satu sama lain.
Pemerhatian baru mengesahkan ramalan teoritis bahawa kerdil coklat bermula sebagai objek berukuran bintang, tetapi mengecil dan menyejukkan dan menjadi semakin berukuran planet seiring bertambahnya usia. Sebelum sekarang, satu-satunya kerdil coklat yang jisimnya diukur secara langsung jauh lebih tua dan redup.
Ramai ahli astronomi berpendapat bahawa kerdil coklat mungkin merupakan produk yang paling biasa dalam proses pembentukan bintang. Oleh itu, maklumat mengenai kerdil coklat dapat memberikan gambaran baru yang berharga mengenai proses dinamik yang menghasilkan bintang dari pusaran habuk dan gas antarbintang yang runtuh.
Kerana kerdil coklat tua lebih kecil dan malap daripada bintang sejati, hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini bahawa peningkatan dalam teknologi teleskop telah membolehkan para astronom membuat katalog ratusan objek samar yang mereka anggap mungkin kerdil coklat. Tetapi untuk memilih kerdil coklat dari jenis objek samar yang lain, mereka memerlukan cara untuk mengira jisimnya, kerana jisim adalah takdir bagi bintang dan objek seperti bintang.
Keberadaan kerdil coklat pertama kali diusulkan pada tahun 1980-an, tetapi tidak sampai tahun 2000 kerdil coklat dikesan secara jelas. Walaupun kerdil coklat adalah objek hipotetis, para astronom membezakannya dari planet dengan cara mereka terbentuk. Kerdil dan bintang coklat terbentuk dengan cara yang sama, dari awan debu dan gas antarbintang yang runtuh. Planet dibina dari cakera habuk dan gas yang mengelilingi membentuk bintang. Setelah ahli astronomi menemui calon kerdil coklat pertama, mereka menyedari bahawa kerdil sangat sukar untuk dibezakan dari planet, terutama ketika mereka mempunyai sahabat yang luar biasa. Oleh itu, sekumpulan ahli astronomi yang semakin meningkat memilih untuk menentukan kerdil coklat sebagai objek antara 13 hingga 80 kali lebih besar daripada Musytari.
Para penyelidik membuat pemerhatian dengan dua set teleskop yang terletak di Andes Chili, kira-kira 100 batu di utara Santiago: Sistem Teleskop Penyelidikan Aperture Kecil dan Sederhana (SMARTS), yang dikendalikan oleh konsortium termasuk Institut Sains Teleskop Angkasa dan Universiti Vanderbilt, dan Balai Cerap Gemini Antarabangsa, yang dikendalikan oleh Yayasan Sains Nasional.
Sumber Asal: Siaran Berita Hubble
