Kadang-kadang, penemuan bintang paling aneh berada di kawasan kosmik kita sendiri. Ahli astronomi baru-baru ini membuat penemuan menarik sambil meletakkan satu set teleskop baru melalui langkah mereka: sepasang kerdil coklat sub-bintang yang gerhana.
Penemuannya adalah 2MASSW J1510478-281817, juga disebut sebagai 2M1510. Akronim ‘2MASS’ dalam penunjukan merujuk kepada 2-Micron All-Sky Survey. Pasangan ini terletak 119 tahun cahaya (36.6 parsec) jauh di buruj Libra the Scales, berhampiran sempadannya dengan Lupus the Wolf.
Teleskop tinjauan yang membuat penemuan itu adalah sebahagian daripada projek SPECULOOS (Search for Planets EClipsing ULtra-COOl Stars) yang boleh dihuni, bateri dengan teleskop Ritchey-Chrétien berdiameter 1 meter yang terletak di kompleks Observatorium Paranal di Chile. Teleskop rakan kelima bernama Artemis yang terletak di Kepulauan Canary adalah sebahagian daripada tinjauan SPECULOOS North.
Kedua-dua kerdil coklat mengorbit satu sama lain setiap 21 hari, dengan 2M1510Aa yang sedikit lebih besar dari keduanya pada 40 massa Musytari, berbanding rakannya 2M1510Ab, pada jisim Musytari 39.3 yang lebih ramping. Kedua-duanya adalah kerdil coklat jenis M, dan mengorbit sebuah pusat baricenter hanya 0,063 AU (5,9 juta batu atau 9,5 juta kilometer).
Kerdil coklat ketiga, moredistant yang ditunjuk 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) juga merupakan bahagian dari sistem kompleks. Objek ketiga ini mengorbit pada 250Astronomical Units (AU) dari pasangan utama. Lebih dari enam puluh kali jarak purata dari Matahari ke Pluto.
"Program SPECULOOS mencari eksoplanet yang melintasi bintang berjisim rendah dan kerdil coklat, dan sepasang kerdil coklat tepat di sebelah satu sama lain di langit kelihatan seperti sasaran yang baik," kata Adam Burgasser dari UC San Diego, seorang penulis di belajar. "Kami terkejut apabila mengetahui bahawa itu benar-benar tiga kerdil coklat!"
Penemuan itu dilaporkan dalam jurnal baru-baru ini Alam: Astronomi. Para penyelidik menggunakan empat instrumen 8.2 meter yang membentuk Teleskop Sangat Besar yang juga terletak di Cerro Paranal, Chile di Gurun Atacama dan Spectrograph Dekat-inframerah (NIRSPEC) yang terletak di Balai Cerap Keck di puncak Mauna Kea di Hawaii untuk mengesahkan cari. Kedua-duanya dilengkapi untuk mengukur halaju pada inframerah, jalur di mana kerdil coklat memuncak. Kejadian gerhana yang diperhatikan berlangsung sekitar 90 minit.
"Ini adalah (2M1510) dari daftar sasaran SPECULOOS yang berisi semua kerdil ultracool yang jaraknya lebih kecil dari 40 parsec seperti yang diukur oleh satelit Gaia dan yang radius lebih kecil dari 0,15 radius matahari," kata Michaël Gillon (University of Liege, Belgia) . "Dengan SPECULOOS, kita harus mengesan beberapa sistem serupa dalam beberapa tahun ke depan, termasuk planet bersaiz Bumi baru yang berpotensi dihuni dan sangat sesuai untuk pencirian atmosfera terperinci dengan James Webb."
Kerdil coklat menempati zon antara bintang penuh pada 80 kali jisim Musytari (7.7% jisim Matahari), dan 13 massa Musytari. Pasangan 2M1510 adalah kedua kerdil coklat jenis M, menempati ruang tepat di tengah julat jisim ini. Walaupun kerdil coklat tidak cukup besar untuk menahan pelakuran penuh melalui rantai proton-proton seperti bintang kerdil merah, mereka masih boleh perlahan-lahan mendidih menggunakan peleburan deuterium kelas rendah pada intinya. Suhu permukaan rata-rata untuk seekor kerdil M adalah 2.600 Kelvin (2.300 darjah Celsius).
Walaupun dwarfsare coklat samar-samar sasaran, mereka juga mungkin salah satu objek yang paling biasa di Alam Semesta.
Penemuan ini hanya menunjukkan pasangan kerdil coklat gerhana kedua yang diketahui. Yang pertama adalah pasangan yang telah diselesaikan 2MASS J05352184-0546085AB di OrionNebula, pasangan yang agak muda pada usia hanya sekitar satu juta tahun.
Pasangan kerdil coklat lain yang menarik ditemui pada tahun 2003 mengorbit bintang urutan utama Epsilon Indi.
Tinjauan SPECULOOS akan mengkhususkan diri dalam menargetkan eksoplanet di zon bintang kerdil sejuk yang dapat dihuni. Satu bintang kerdil seperti itu yang menampung eksoplanet bernama TRAPPIST-1 menjadi berita besar pada tahun 2015, dan 'sistem solar mini' seperti itu mungkin biasa terjadi di alam semesta.
"2M1510 diperhatikan sebagai bagian dari program pentauliahan SPECULOOS," kata Burgasser. "Sekarang teleskop sudah siap dan berjalan, dan tim sedang memantau beberapa bintang berjisim rendah dan kerdil coklat untuk mencari transit eksoplanet. Kami juga menindaklanjuti (on) beberapa sistem exoplanet calon yang ditemukan oleh misi TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Bila-bila masa kita dapat melihat Alam Semesta dengan cara yang baru, kita sering menemui sesuatu yang menarik atau tidak dijangka. "
2M1510 juga merupakan ahli kumpulan Argus Moving Group. Kumpulan bintang muda yang berusia 45 juta tahun ini ditemui pada tahun 2018. Keanggotaan dalam persatuan bintang atau kumpulan bergerak dikhianati oleh bintang-bintang yang mempunyai gerakan biasa yang biasa di seberang langit. The Hyades di buruj Taurus adalah persatuan bintang terkenal yang terkenal, seperti Ursa Major Moving Group, yang mengandungi sebahagian besar bintang dalam asterisme Big Dipper.
Penemuan ini penting kerana bukan sahaja keanggotaan pasangan kerdil coklat sebagai sebahagian daripada Argus Moving Group yang menentukan usia pasangan itu, tetapi hubungan fizikal mereka, bersama dengan fakta bahawa mereka saling gerhana sepanjang garis pandangan kita, memungkinkan ahli astronomi untuk mencirikan kedua-duanya dari segi jisim. Kerdil coklat sub-bintang seperti pasangan 2M1510 dianggap sangat mirip dengan eksoplanet besar-besaran.
Penemuan yang menarik ini membolehkan para penyelidik tidak hanya mencirikan planet massa besar, tetapi juga meletakkan model bagaimana kerdil coklat berkembang dan sejuk hingga kini.
"Pengukuran kami memberitahu kami bahawa jisim, jari-jari dan usia dijelaskan dengan sangat baik oleh model yang asasnya berusia 30 tahun," kata Amaury Triaud dari University of Birmingham, pengarang utama kajian ini. "Ini luar biasa. Ini juga memberitahu kita bahawa kecerahan coklat kerdil sedikit lebih sedikit berbanding model. Oleh itu, kita sekarang tahu modelnya sangat bagus, tetapi kita masih perlu menjadikannya lebih baik. "
Tidak sabar untuk melihat pasangan seperti itu dari dekat: tidak ada analog untuk kerdil coklat yang ada di sistem suria kita. Akan menarik untuk melihat apa penemuan lain yang akan keluar dari tinjauan SPECULOOS dalam masa terdekat.
-Kredit gambar utama: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.
