Kredit gambar: Gemini
Berkat sistem optik adaptif dari Observatorium Gemini, para astronom dapat melihat kerdil coklat yang mengorbit bintang hanya tiga kali jarak Bumi ke Matahari. Pasangan yang baru ditemui ini, LHS 2397a, terletak hanya 46 tahun cahaya dari Bumi dan merupakan pemisahan bintang binari yang paling dekat yang belum pernah ditemui. Teleskop Gemini yang berpusat di Hawaii begitu kuat kerana menggunakan cermin fleksibel yang dapat mengatasi kekaburan yang disebabkan oleh atmosfera Bumi.
Ahli astronomi yang menggunakan teknologi optik adaptif di Teleskop Utara Gemini telah melihat seekor kerdil coklat mengorbit bintang berjisim rendah pada jarak yang setanding dengan jarak tiga kali antara Bumi dan Matahari. Ini adalah jarak pemisahan terdekat yang pernah dijumpai untuk jenis sistem binari ini menggunakan pengimejan langsung.
Penemuan memecahkan rekod hanyalah satu daripada selusin sistem binari ringan yang diperhatikan dalam kajian ini. Bersama-sama, mereka memberikan perspektif baru mengenai pembentukan sistem bintang dan bagaimana badan-badan yang lebih kecil di Alam Semesta (termasuk planet besar) dapat terbentuk.
"Dengan menggunakan keupayaan pengimejan canggih Gemini, kami dapat menyelesaikan pasangan binari ini dengan jelas di mana jarak antara kerdil coklat dan bintang induknya hanya sekitar dua kali jarak Mars dari Matahari," kata anggota pasukan Melanie Freed, seorang pelajar siswazah di University of Arizona di Tucson. Dengan anggaran jisim 38-70 kali Jupiter, kerdil coklat yang baru dikenal pasti terletak hanya tiga kali jarak Matahari-Bumi (atau 3.0 Unit Astronomi) dari bintang induknya. Bintang itu, yang dikenali sebagai LHS 2397a, hanya 46 tahun cahaya dari Bumi. Gerakan objek ini di langit menunjukkan bahawa ia adalah bintang berjisim lama dan sangat rendah.
Rekod pengimejan sebelumnya untuk jarak terdekat antara kerdil coklat dan induknya (bintang seperti Matahari yang jauh lebih terang) hampir lima kali lebih besar pada 14 AU. Satu Unit Astronomi (AU) sama dengan jarak purata antara Bumi dan Matahari atau kira-kira 150 juta kilometer (93 juta batu).
Selalunya digambarkan sebagai "bintang yang gagal", kerdil coklat lebih besar daripada planet raksasa seperti Musytari, tetapi jisimnya masing-masing kurang dari 8% daripada jisim Matahari (75 massa Musytari), jadi mereka tidak cukup besar untuk bersinar seperti bintang. Kerdil coklat paling baik dilihat di inframerah kerana panas permukaan dilepaskan kerana perlahan-lahan berkontrak. Pengesanan rakan kerdil coklat dalam jarak 3 AU bintang yang lain adalah langkah penting untuk menggambarkan planet besar di sekitar bintang lain.
Pasukan University of Arizona ini yang diketuai oleh Dr. Laird Close menggunakan Teleskop Gemini Utara untuk mengesan sebelas sahabat jisim rendah yang lain, menunjukkan bahawa pasangan binari jisim rendah ini mungkin agak biasa. Penemuan begitu banyak pasangan berjisim rendah adalah kejutan, mengingat hujah bahawa kebanyakan bintang dan kerdil coklat yang berukuran sangat rendah dianggap objek solo yang berkeliaran melalui ruang sendirian setelah dikeluarkan dari bilik asuhan bintang mereka semasa proses pembentukan bintang.
"Kami telah menyelesaikan tinjauan bintang berdasarkan optik adaptif pertama dengan kira-kira 1/10 jisim Matahari, dan kami mendapati alam tidak membeza-bezakan bintang berjisim rendah ketika membuat pasangan binari yang ketat," kata Tutup, seorang pembantu profesor astronomi di University of Arizona. Dr. Close adalah pengarang utama pada kertas yang dibentangkan hari ini di Brown Dwarfs International Astronomical Union Symposium di Kona, Hawaii, dan dia adalah penyiasat utama tinjauan bintang berjisim rendah.
Pasukan ini melihat 64 bintang berjisim rendah (awalnya dikenal pasti oleh John Gizis dari University of Delaware) yang nampaknya bintang solo dalam gambar resolusi rendah dari tinjauan inframerah 2MASS. Setelah pasukan menggunakan optik adaptif di Gemini untuk membuat gambar yang sepuluh kali lebih tajam, dua belas bintang ini dinyatakan mempunyai teman rapat. Yang mengejutkan, pasukan Close mendapati bahawa jarak pemisahan antara bintang berjisim rendah dan rakan mereka jauh lebih rendah daripada yang dijangkakan.
"Kami mendapati rakan bintang dengan massa rendah biasanya hanya 4 AU dari bintang utama mereka, ini sangat dekat," kata ahli pasukan Nick Siegler, seorang pelajar siswazah University of Arizona. "Binari yang lebih besar mempunyai pemisahan khas yang hampir dengan 30 AU, dan banyak binari jauh lebih luas daripada ini." Pemerhatian Gemini yang baru, Close berkata, "menunjukkan bahawa bintang berjisim rendah tidak mempunyai teman yang jauh dari pendahuluan mereka." Hasil yang serupa telah dijumpai sebelumnya oleh pasukan yang diketuai oleh Dr. Eduardo L. Martin dari University of Hawaii Institute for Astronomy dalam tinjauan terhadap 34 bintang berjisim sangat rendah dan kerdil coklat di gugus Pleiades yang dilakukan dengan Teleskop Angkasa Hubble. Kedua-dua tinjauan ini bersama-sama menunjukkan dengan jelas bahawa terdapat kekurangan kerdil coklat pada jarak yang lebih besar daripada 20 AU dari bintang berjisim sangat rendah dan kerdil coklat yang lain.
Pasukan memproyeksikan bahawa satu daripada setiap lima bintang berjisim rendah mempunyai pendamping dengan pemisahan dalam jarak (3-200 AU). Dalam jarak pemisahan ini, para astronom telah melihat frekuensi yang serupa dari rakan bintang yang lebih besar di sekitar bintang seperti Matahari yang lebih besar.
Secara keseluruhan, hasil baru ini menunjukkan bahawa (bertentangan dengan teori) binari jisim rendah dapat terbentuk dalam proses yang serupa dengan binari yang lebih besar. Sesungguhnya, penemuan ini menambahkan bukti yang semakin meningkat dari kumpulan lain bahawa peratusan sistem binari adalah serupa untuk badan yang merangkumi julat dari satu jisim suria hingga sedikit sebanyak 0,05 jisim suria (atau 52 kali jisim Musytari). Sebagai contoh, kumpulan yang diketuai oleh Neill Reid dari Institut Sains Teleskop Angkasa dan University of Pennsylvania telah sampai pada kesimpulan yang serupa dengan sampel yang lebih kecil daripada 20 bintang berukuran lebih rendah dan kerdil coklat yang diperhatikan dengan Teleskop Angkasa Hubble.
Fakta bahawa bintang berjisim rendah mempunyai mana-mana sahabat kerdil coklat massa rendah di dalam 5 AU juga mengejutkan kerana kebalikannya berlaku di sekitar bintang seperti Matahari. Sangat sedikit bintang seperti Matahari yang mempunyai teman kerdil coklat dalam jarak ini, menurut kajian halaju radial. "Kekurangan pendamping kerdil coklat dalam 5 AU bintang seperti Matahari telah disebut sebagai 'gurun kerdil coklat'," kata Close. "Namun, kami melihat kemungkinan tidak ada gurun kerdil coklat di sekitar bintang berjisim rendah."
Hasil ini membentuk kekangan penting bagi ahli teori yang berusaha memahami bagaimana jisim bintang mempengaruhi jisim dan jarak pemisahan sahabat yang terbentuk dengannya. "Mana-mana model pembentukan bintang dan planet yang tepat mesti menghasilkan semula pemerhatian ini," kata Close.
Pemerhatian ini hanya dapat dilakukan kerana gabungan sistem pencitraan optik adaptif Hokupa'a yang sensitif unik dari Universiti Hawaii dan prestasi teknikal teleskop Gemini. Kepekaan sistem Hokupa'a disebabkan oleh konsep penginderaan gelombang kelengkungan yang dikembangkan oleh Dr Francois Roddier. Optik adaptif adalah teknologi yang semakin penting yang menghilangkan sebahagian besar "kekaburan" yang disebabkan oleh pergolakan di atmosfer Bumi (iaitu, sekelip mata bintang). Ia melakukannya dengan menyesuaikan bentuk cermin khas yang lebih kecil dan fleksibel untuk menyesuaikan pergolakan tempatan, berdasarkan maklum balas masa nyata kepada sistem sokongan cermin dari pemerhatian bintang berjisim rendah. Hokupa'a dapat mengira foton individu (zarah cahaya) dan dapat mengasah dengan tepat bahkan bintang yang sangat samar (jisim rendah).
Gambar optik adaptif dekat inframerah yang dibuat oleh teleskop Gemini sepanjang 8 meter dalam tinjauan ini dua kali lebih tajam daripada gambar yang dapat dibuat pada panjang gelombang yang sama dengan Teleskop Angkasa Hubble 2.4-meter yang mengorbit Bumi. Satu-satunya tinjauan darat seumpamanya, kerja ini memerlukan lima malam selama satu tahun dengan sistem Hokupa'a di Gemini North.
Penting untuk diperhatikan bahawa jarak yang digunakan di sini adalah seperti yang diukur di langit. Pemisahan orbit sebenar mungkin sedikit lebih besar setelah orbit penuh binari ini diketahui pada masa akan datang.
Ahli pasukan sains yang lain termasuk James Liebert (Steward Observatory, University of Arizona), Wolfgang Brandner (European Southern Observatory, Garching, Germany), dan Eduardo Martin dan Dan Potter (Institut Astronomi, University of Hawaii).
Pemerhatian yang dilaporkan di sini adalah sebahagian daripada tinjauan yang sedang dijalankan. Hasil awal dari 20 bintang massa rendah pertama dari tinjauan kami telah diterbitkan dalam edisi 1 Mac 2002 terbitan The Astrophysical Journal Letters vol 567 Pages L53-L57.
Gambar dan ilustrasi yang berkaitan dengan siaran berita ini boleh didapati di Internet di: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close boleh dihubungi di talian 520 / 626-5992, [dilindungi e-mel], setelah dia kembali ke pejabatnya pada 28 Mei.
Tinjauan ini disokong sebahagiannya oleh Pejabat Penyelidikan Ilmiah Angkatan Udara A.S. dan Observatorium Steward University of Arizona. Hokupa'a disokong oleh University of Hawaii Adaptive Optics Group dan National Science Foundation.
Observatorium Gemini adalah kerjasama antarabangsa yang telah membina dua teleskop 8 meter yang serupa. Teleskop terletak di Mauna Kea, Hawaii (Gemini Utara) dan Cerro Pach? N di Chile tengah (Gemini Selatan), dan dengan itu memberikan liputan penuh kedua belahan langit. Kedua-dua teleskop menggabungkan teknologi baru yang membolehkan cermin besar dan agak nipis di bawah kawalan aktif untuk mengumpulkan dan memfokuskan kedua-dua sinaran optik dan inframerah dari angkasa.
Observatorium Gemini memberikan kemudahan astronomi canggih di komuniti astronomi di setiap negara rakan kongsi yang memperuntukkan masa memerhatikan sebanding dengan sumbangan setiap negara. Sebagai tambahan kepada sokongan kewangan, setiap negara juga menyumbang sumber ilmiah dan teknikal yang besar. Agensi penyelidikan kebangsaan yang membentuk perkongsian Gemini merangkumi: Yayasan Sains Nasional AS (NSF), Majlis Penyelidikan Fizik dan Astronomi Partikel UK (PPARC), Majlis Penyelidikan Kebangsaan Kanada (NRC), Komisi Chile? Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Majlis Penyelidikan Australia (ARC), Argentina Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) dan Brazil Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico (CNPq) ). Observatorium dikendalikan oleh Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) di bawah perjanjian kerjasama dengan NSF. NSF juga berfungsi sebagai agensi eksekutif untuk perkongsian antarabangsa.
Untuk maklumat lebih lanjut, lihat laman web Gemini di: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Sumber Asal: Siaran Berita Gemini
