Vabalt hõljuva topeltplaneedi avastamine?

Kunstniku mulje väikese massisisaldusega binaarsüsteemist. Äsja avastatud süsteem võib olla nii väikese massiga, et sisaldab tähti, mitte tähti!
Kaksikute observatoorium / Jon Lombergi illustratsioon

Objekt, mida varem identifitseeriti kui vabalt ujuvat, suurt Jupiteri analoogi, osutub kaheks objektiks, millest igaüks on mõne Jupiteri mass. See süsteem on madalaima massiga kahendkood, mille oleme kunagi avastanud.

Ajastu jälgimine

Arvatakse, et 2MASS J11193254 1137466 kuulub TW Hydrae assotsiatsiooni, mis koosneb umbes kahest tosinast noorest tähest koosnevast rühmast, mis liigub koos Päikese naabruses.
Lääne-Ontario ülikool / Washingtoni DTM Carnegie Instituut / David Rodriguez

Pruunid kääbused tähistavad tähe massispektri alumist otsa, massid on vesiniku sulatamiseks liiga madalad (tavaliselt alla ~ 75-80 Jupiteri masside). Nende objektide vaatlemine annab meile ainulaadse võimaluse tähe evolutsiooni ja atmosfäärimudelite tundmaõppimiseks, kuid nende tähelepanekute õigeks mõistmiseks peame määrama kääbuste massid ja vanused.

See on aga üllatavalt keeruline. Pruunid kääbused jahtuvad vananedes pidevalt, mis loob vaatlusliku degeneratsiooni: erineva massi ja vanusega kääbustel võib olla sama heledus, mis muudab nende füüsikaliste omaduste tuletamise vaatluste põhjal keerukaks.

Selle probleemi saame lahendada kääbikute masside iseseisva mõõtmisega. Üks lähenemisviis on leida pruunid kääbused, kes on läheduses asuvate täheühenduste liikmed, mida nimetatakse liikumisrühmadeks. Assotsiatsiooni kuuluvatel tähtedel on sama ligikaudne vanus, nii et pruuni kääbiku vanust saab hinnata rühma teiste tähtede hõlpsamini tuvastatava vanuse põhjal.

Ebatavaline binaarne

Hiljuti jälgis William Objekti (Hawaii ülikooli astronoomia instituut) juhitud teadlaste meeskond sellist objekti: ülipunast madala raskusastmega L7 kääbust 2MASS J11193254–1137466, mis võib olla ka TW Hydrae ühingu liige. Hawaiil asuva Keck II teleskoobi võimsa adaptiivse optika abil avastas meeskond, et see Jupiteri-sarnane objekt varjab midagi: see on tegelikult kaks teineteist tiirlevat võrdse vooga objekti.

2MASS J11193254–1137466 piltide põhjal selgub, et see objekt on tegelikult kahendsüsteem. Sarnane pilt teisest kääbusest, WISEA J1147-2040, on näidatud kontrastsuse all vasakus servas: see ei näita selle eraldusvõime korral binaarse oleku märke.
Parim jt. 2017. aasta

Selle ebatavalise kahendkoodiga kohta lisateabe saamiseks alustasid Best ja kaastöötajad, kasutades selliseid täheldatud omadusi nagu taeva asukoht, õige liikumine ja radiaalse kiirus, et hinnata tõenäosust, et 2MASS J11193254–1137466AB on tõepoolest tähtede TW Hydrae assotsiatsiooni liige. Nad leidsid, et see kuulub sellesse rühma, umbes 80% -lise tõenäosusega.

Selle eelduse kohaselt kasutasid autorid rühma kaugust - umbes 160 valgusaastat -, et binaari eraldus oleks ~ 3, 9 AU. Oletatav kuulumine TW Hydrae assotsiatsiooni annab ka binaarsuse vanuse: umbes 10 miljonit aastat. See võimaldas Bestil ja kaastöötajatel hinnata komponentide masse ja efektiivseid temperatuure heleduse ja evolutsioonimudelite põhjal.

Planeetide-massiobjektid

2MASS J11193254–1137466A ja B positsioonid ultraviolett-kääbuste värvisuurus diagrammil. Binaarsed komponendid kuuluvad kõige lühemate ja punaseima planeedimassiga L kääbuste hulka.
Parim jt. 2017. aasta

Meeskond leidis, et iga komponent on kõigest ~ 3, 7 Jupiteri massi, paigutades need planeetide ja tähtede vahele jäävasse hägusasse piirkonda. Kui Rahvusvaheline Astronoomialiit peab deuteeriumi sulatamiseks (umbes 13 Jupiteri massi) minimaalsest massist väiksemate objektide hulka planeete, siis erinevad määratlused sõltuvad sellistest teguritest nagu koostis, temperatuur ja moodustumine. Autorid kirjeldavad binaarset koosnevana kahest planeedimassi objektist.

Vaatamata selle määratlusele kvalifitseerub 2MASS J11193254–1137466AB seni madalaima massiga binaarseks. Komponentide üksikud massid paigutavad need ka teadaolevate väikseima massiga hõljuvate pruunide kääbuste hulka. Seetõttu on see süsteem tulevikus ülioluline mõõdupuu väikese massiga tähtede evolutsiooniliste ja atmosfäärimudelite katsetamisel.

Viide

William MJ Best jt 2017 ApJL 843 L4. doi: 10.3847 / 2041-8213 / aa76df

Seotud ajakirjade artiklid

  • Hawaii infrapuna parallaksi programm. ii. noored ülipoolsed põldmarjad * ** doi: 10.3847 / 1538-4357 / 833/1/96
  • Madala massiga tähtede (peopesad) ümber olevad planeedid. vi. tähelepanuväärselt punase planeedimassikaaslase leidmine abormi liikuva rühma kandidaadile 2mass j22362452 + 4751425 * doi: 10.3847 / 1538-3881 / 153/1/18
  • Väga ebavõrdse massiga kahekomponendilise kääbuse avastamine koos keck-laserjuhiku täht-adaptiivse optikaga: alaäheliste teoreetiliste mudelite ja efektiivsete temperatuuride samaaegsuse test * doi: 10.1088 / 0004-637X / 722/1/311
  • Wisea j114724.10-204021.3: kahe hüa ühingu doi vabalt ujuv planeedimassi liige: 10.3847 / 2041-8205 / 822/1 / L1
  • Madala massiga tähtede ümber olevad planeedid. iii. noor tolmune l kääbuskaaslane deuteeriumi põlemispiiril *, ** doi: 10.1088 / 0004-637X / 774/1/55
  • Otsige l / t siirde kääbuseid pan-starrs1 ja tarkade abil . ii. l / t siirdekeskkonnad ja noored avastused doi: 10.1088 / 0004-637X / 814/2/118

See postitus ilmus algselt AAS Novas, kus on toodud Ameerika Astronoomiaühingu ajakirjadest pärinevad uurimistöö olulisemad kohad.