Μερικές φορές, τα πιο παράξενα αστρικά ευρήματα βρίσκονται ακριβώς στη δική μας κοσμική γειτονιά. Οι αστρονόμοι έκαναν πρόσφατα μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη ενώ έβαλαν μια νέα σειρά τηλεσκοπίων στους ρυθμούς τους: α ζεύγος έκλειψης των υποαστρικών καφέ νάνων.
Το εύρημα είναι 2MASSW J1510478-281817, που αναφέρεται επίσης ως 2M1510. Το ακρωνύμιο «2MASS» στην ονομασία αναφέρεται στο 2-Micron All-Sky Survey. Το ζεύγος βρίσκεται 119 έτη φωτός (36,6 παρσέκ) μακριά στον αστερισμό του Ζυγού της Ζυγαριάς, κοντά στα σύνορά του με τον Λύκο.
Τα τηλεσκόπια έρευνας που έκαναν το εύρημα αποτελούν μέρος του ΑΠΟΔΟΧΕΣ Έργο (Αναζήτηση για κατοικήσιμους πλανήτες EClipsing ULtra-COOL Stars), μια μπαταρία τεσσάρων τηλεσκοπίων Ritchey-Chrétien διαμέτρου 1 μέτρου που βρίσκονται στο συγκρότημα του Παρατηρητηρίου Paranal στη Χιλή. Ένα πέμπτο αντίστοιχο τηλεσκόπιο με το όνομα Artemis που βρίσκεται στα Κανάρια Νησιά είναι μέρος της έρευνας SPECULOOS North.
Οι θόλοι των δύο πρώτων τηλεσκοπίων SPECULOOS στο Παρατηρητήριο Paranal του ESO. Το VLT είναι ορατό στο παρασκήνιο. Πίστωση: ESO/G. Λάμπερτ.
ο δύο καφέ νάνοι περιφέρονται μεταξύ τους μία φορά κάθε 21 ημέρες, με το 2M1510Aa να είναι ελαφρώς πιο μαζικό από τα δύο σε 40 μάζες του Δία, έναντι του συντρόφου του 2M1510Ab, σε μικρότερη μάζα 39,3 του Δία. Και οι δύο είναι καφέ νάνοι τύπου Μ και βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ένα αμοιβαίο βαρύκεντρο σε απόσταση μόλις 0,063 AU (5,9 εκατομμύρια μίλια ή 9,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα) μεταξύ τους.
Ένας τρίτος, πιο μακρινός καφέ νάνος που ονομάζεται 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) είναι επίσης μέρος του πολύπλοκου συστήματος. Αυτό το τρίτο αντικείμενο περιφέρεται σε 250 Αστρονομικές Μονάδες (AU) από το πρωτεύον ζεύγος. Αυτή είναι πάνω από έξι φορές η μέση απόσταση από τον Ήλιο στον Πλούτωνα.
«Το πρόγραμμα SPECULOOS αναζητά εξωπλανήτες που διέρχονται από αστέρια πολύ χαμηλής μάζας και καφέ νάνους και ένα ζευγάρι καφέ νάνων ακριβώς ο ένας δίπλα στον άλλο στον ουρανό φαινόταν καλός στόχος», λέει ο Adam Burgasser του UC San Diego, συγγραφέας στο μελέτη. «Με έκπληξη ανακαλύψαμε ότι ήταν πραγματικά τρεις καφέ νάνοι!»
Το εύρημα αναφέρθηκε στο πρόσφατο περιοδικό του Φύση: Αστρονομία .Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τα τέσσερα όργανα 8,2 μέτρων που σχηματίζουν το Πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο που βρίσκεται επίσης στο Cerro Paranal της Χιλής στην έρημο Atacama και τον κοντινό υπέρυθρο φασματογράφο (NIRSPEC) που βρίσκεται στο Παρατηρητήριο Keck στην κορυφή της Mauna Kea στη Χαβάη για να επαληθεύσουν εύρημα. Και τα δύο είναι εξοπλισμένα για να μετρούν ταχύτητες στο υπέρυθρο, τη ζώνη όπου κορυφώνονται οι καφέ νάνοι. Το παρατηρούμενο γεγονός έκλειψης διήρκεσε περίπου 90 λεπτά.
Γραφήματα που δείχνουν την έκλειψη του καφέ νάνου. Πίστωση: Triaud et al.
'Είναι (2M1510) μέρος της λίστας στόχων SPECULOOS που περιέχει όλους τους υπερψυχρούς νάνους των οποίων η απόσταση είναι μικρότερη από 40 parsecs όπως μετράται από τον δορυφόρο Gaia και των οποίων η ακτίνα είναι μικρότερη από 0,15 ηλιακές ακτίνες', λέει ο Michaël Gillon (Πανεπιστήμιο της Λιέγης, Βέλγιο). . «Με το SPECULOOS, θα πρέπει να ανιχνεύσουμε πολλά παρόμοια συστήματα τα επόμενα χρόνια, συμπεριλαμβανομένων νέων δυνητικά κατοικήσιμων πλανητών στο μέγεθος της Γης που ταιριάζουν καλά για λεπτομερή ατμοσφαιρικό χαρακτηρισμό με τον James Webb».
Οι καφέ νάνοι καταλαμβάνουν τη ζώνη μεταξύ πλήρους αστεριών με μάζα 80 φορές τη μάζα του Δία (7,7% της μάζας του Ήλιου) και 13 μάζες του Δία. Το ζεύγος 2M1510 είναι και οι δύο καφέ νάνοι τύπου M, που καταλαμβάνουν ένα χώρο ακριβώς κάτω από το κέντρο αυτού του εύρους μάζας. Αν και οι καφέ νάνοι δεν είναι αρκετά μαζικοί για να διατηρήσουν την πλήρη σύντηξη μέσω της αλυσίδας πρωτονίου-πρωτονίου όπως οι κόκκινοι νάνοι αστέρες, μπορούν ακόμα να σιγοβράσουν αργά χρησιμοποιώντας σύντηξη δευτερίου χαμηλής ποιότητας στους πυρήνες τους. Η μέση θερμοκρασία επιφάνειας για έναν M-νάνο είναι 2.600 Kelvin (2.300 βαθμοί Κελσίου).
Αν και οι καφέ νάνοι είναι αμυδροί στόχοι, είναι επίσης πιθανώς ένα από τα πιο κοινά αντικείμενα στο Σύμπαν.
Η ανακάλυψη αντιπροσωπεύει μόνο το δεύτερο γνωστό ζεύγος καφέ νάνων που επισκιάζει. Το πρώτο είναι το επιλυμένο ζεύγος 2MASS J05352184-0546085AB στο νεφέλωμα του Ωρίωνα, ένα σχετικά νεαρό ζευγάρι ηλικίας μόλις ενός εκατομμυρίου ετών.
Ένα άλλο ενδιαφέρον ζευγάρι καφέ νάνων βρέθηκε το 2003 σε τροχιά γύρω από το αστέρι της κύριας ακολουθίας Epsilon Indi.
Η έρευνα SPECULOOS θα ειδικευτεί στη στόχευση εξωπλανητών στις κατοικήσιμες ζώνες ψυχρών νάνων αστέρων. Ένα τέτοιο αστέρι νάνος που φιλοξενεί εξωπλανήτες ονομάζεται TRAPPIST-1 ξέσπασε πολύ στις ειδήσεις το 2015 και τέτοια «μίνι-ηλιακά συστήματα» μπορεί να είναι κοινά στον κόσμο.
«Το 2M1510 παρατηρήθηκε ως μέρος του προγράμματος ανάθεσης της SPECULOOS», λέει ο Burgasser. «Τώρα τα τηλεσκόπια είναι σε λειτουργία και η ομάδα παρακολουθεί αρκετά αστέρια χαμηλής μάζας και καφέ νάνους για να αναζητήσει διερχόμενους εξωπλανήτες. Παρακολουθούμε επίσης (σε) ορισμένα από τα υποψήφια συστήματα εξωπλανητών που ανακαλύφθηκαν από τον TESS (the Transiting Exoplanet Survey Satellite) αποστολή. Κάθε φορά που μπορούμε να δούμε το Σύμπαν με έναν νέο τρόπο, συχνά ανακαλύπτουμε κάτι συναρπαστικό ή απρόβλεπτο».
Ο 2M1510 είναι επίσης μέλος του Argus Moving Group of stars. Αυτό το σύμπλεγμα σχετικά νεαρών αστεριών ηλικίας 45 εκατομμυρίων ετών ανακαλύφθηκε το 2018. Η συμμετοχή σε μια αστρική ένωση ή μια κινούμενη ομάδα προδίδεται από αστέρια που μοιράζονται μια κοινή σωστή κίνηση στον ουρανό. Οι Υάδες στον αστερισμό του Ταύρου είναι ένας διάσημος γειτονικός αστρικός σύνδεσμος, όπως και η Κινούμενη Ομάδα Μεγάλη Άρκτος, η οποία περιέχει τα περισσότερα αστέρια στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου.
Η ανακάλυψη είναι σημαντική γιατί όχι μόνο η συμμετοχή του ζεύγους καφέ νάνων ως μέρος της Argus Moving Group καθορίζει την ηλικία του ζευγαριού, αλλά και η φυσική τους σχέση, μαζί με το γεγονός ότι αλληλοεπισκιάζονται κατά μήκος της οπτικής μας γραμμής, επιτρέπει αστρονόμοι για να χαρακτηρίσουν περαιτέρω τους δύο ως προς τη μάζα. Οι υποαστρικοί καφέ νάνοι όπως το ζεύγος 2M1510 πιστεύεται ότι είναι πολύ παρόμοιοι με τους τεράστιους εξωπλανήτες.
Το φαρδύ, 2M1510A / B ζευγάρι καφέ νάνων. Πίστωση: Κέντρο Αστρονομικών Δεδομένων του Στρασβούργου / SIMBAD / PanSTARRS.
Αυτή η συναρπαστική ανακάλυψη επιτρέπει στους ερευνητές όχι μόνο να χαρακτηρίσουν εξωπλανήτες μεγάλης μάζας, αλλά να δοκιμάσουν μοντέλα για το πώς εξελίσσονται και ψύχονται οι καφέ νάνοι.
«Οι μετρήσεις μας μας λένε ότι η μάζα, η ακτίνα και η ηλικία εξηγούνται πολύ καλά από μοντέλα των οποίων τα θεμέλια είναι 30 ετών», λέει ο Amaury Triaud από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό είναι αξιοσημείωτο. Μας λέει επίσης ότι η φωτεινότητα των καφέ νάνων είναι λίγο λιγότερη σε σύγκριση με τα μοντέλα. Οπότε τώρα ξέρουμε ότι τα μοντέλα είναι πολύ καλά, αλλά ότι πρέπει ακόμα να τα κάνουμε καλύτερα».
Θα ήταν περίεργο να δούμε ένα τέτοιο ζευγάρι από κοντά: δεν υπάρχει ανάλογο για έναν καφέ νάνο στο ηλιακό μας σύστημα. Θα είναι ενδιαφέρον να παρακολουθήσουμε ποιες άλλες ανακαλύψεις θα προκύψουν από την έρευνα SPECULOOS στο εγγύς μέλλον.
-Προσφορά εικόνας: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.