حقوق الصورة: الجوزاء
بفضل نظام البصريات التكيفية لمرصد الجوزاء ، تمكن الفلكيون من اكتشاف قزم بني يدور حول نجم ثلاث مرات فقط على مسافة الأرض من الشمس. يقع هذا الزوج المكتشف حديثًا ، LHS 2397a ، على بعد 46 سنة ضوئية فقط من الأرض وهو أقرب فصل لنجم ثنائي تم الكشف عنه على الإطلاق. إن تلسكوب الجوزاء الذي يتخذ من هاواي مقراً له قوي للغاية لأنه يستخدم مرآة مرنة تتصدى للتشويش الناتج عن الغلاف الجوي للأرض.
لاحظ علماء الفلك الذين يستخدمون تقنية البصريات التكيفية على تلسكوب Gemini North قزمًا بنيًا يدور حول نجم منخفض الكتلة على مسافة مماثلة لثلاث مرات فقط بين الأرض والشمس. هذه هي أقرب مسافة فصل تم العثور عليها لهذا النوع من النظام الثنائي باستخدام التصوير المباشر.
الاكتشاف القياسي هو مجرد واحد من اثني عشر نظامًا ثنائيًا خفيف الوزن تمت ملاحظته في الدراسة. معًا ، يقدمان منظورًا جديدًا حول تشكيل الأنظمة النجمية وكيف يمكن أن تتكون الأجسام الأصغر في الكون (بما في ذلك الكواكب الكبيرة).
قالت عضو الفريق ميلاني فريد ، طالبة دراسات عليا: "من خلال استخدام قدرات التصوير المتقدمة لشركة Gemini ، تمكنا من حل هذا الزوج الثنائي بوضوح حيث تبلغ المسافة بين القزم البني ونجمه الأم حوالي ضعف مسافة المريخ عن الشمس". في جامعة أريزونا في توكسون. مع كتلة تقدر بـ 38-70 مرة من كتلة المشتري ، يقع القزم البني الذي تم تحديده مؤخرًا ثلاث مرات فقط على مسافة الشمس-الأرض (أو 3.0 وحدات فلكية) من نجمها الأم. النجم ، المعروف باسم LHS 2397a ، على بعد 46 سنة ضوئية فقط من الأرض. تشير حركة هذا الجسم في السماء إلى أنه نجم قديم منخفض الكتلة للغاية.
سجل التصوير السابق لأقرب مسافة بين قزم بني ووالده (نجم أكثر إشراقًا وشبه الشمس) كان أكبر بخمس مرات تقريبًا عند 14 AU. وحدة فلكية واحدة (AU) تساوي متوسط المسافة بين الأرض والشمس أو حوالي 150 مليون كيلومتر (93 مليون ميل).
غالبًا ما يتم تصوير الأقزام البنية على أنها "نجوم فاشلة" ، وهي أكبر من الكواكب العملاقة مثل المشتري ، لكن كتلتها الفردية أقل من 8 ٪ من كتلة الشمس (75 كتلة المشتري) ، لذا فهي ليست ضخمة بما يكفي للتألق مثل النجم. من الأفضل رؤية الأقزام البنية في الأشعة تحت الحمراء لأن الحرارة السطحية تنطلق عندما تنقبض ببطء. يعد الكشف عن رفاق القزم البني داخل 3 AU لنجم آخر خطوة مهمة نحو تصوير الكواكب الضخمة حول النجوم الأخرى.
استخدم فريق جامعة أريزونا بقيادة الدكتور ليرد كلوز تلسكوب Gemini North للكشف عن أحد عشر رفيقًا آخر منخفض الكتلة ، مما يشير إلى أن هذه الأزواج الثنائية ذات الكتلة المنخفضة قد تكون شائعة جدًا. كان اكتشاف العديد من الأزواج منخفضة الكتلة مفاجأة ، بالنظر إلى الحجة القائلة بأن معظم النجوم المنخفضة الكتلة والأقزام البنية يعتقد أنها أجسام فردية تتجول على الرغم من الفضاء وحده بعد طردها من مشاتلها النجمية أثناء عملية تكوين النجوم.
قال مساعد ، "لقد أكملنا أول مسح قائم على البصريات التكيفية للنجوم بحوالي 1/10 من كتلة الشمس ، ووجدنا أن الطبيعة لا تميز ضد النجوم منخفضة الكتلة عندما يتعلق الأمر بعمل أزواج ثنائية ضيقة". أستاذ علم الفلك في جامعة أريزونا. الدكتور كلوز هو المؤلف الرئيسي في ورقة قدمت اليوم في ندوة الاتحاد الدولي للفلك براون براون الأقزام في كونا ، هاواي ، وهو الباحث الرئيسي لمسح النجوم المنخفض الكتلة.
نظر الفريق إلى 64 نجمًا منخفض الكتلة (تم تحديده في الأصل من قبل جون جيزيس من جامعة ديلاوير) والتي بدت وكأنها نجوم فردية في الصور ذات الدقة المنخفضة من مسح الأشعة تحت الحمراء لكل السماء 2MASS. بمجرد أن استخدم الفريق البصريات التكيفية على الجوزاء لإنشاء صور أكثر وضوحًا بعشر مرات ، تم الكشف عن اثني عشر من هذه النجوم لديهم رفاق مقربين. من المثير للدهشة أن فريق Close اكتشف أن مسافات الفصل بين النجوم ذات الكتلة المنخفضة ورفاقها كانت أقل بكثير من المتوقع.
قال عضو الفريق نيك سيغلر ، وهو طالب دراسات عليا في جامعة أريزونا: "وجدنا رفاقًا للنجوم منخفضة الكتلة عادة ما يكونون على بعد 4 AU فقط من نجومهم الأساسيين ، وهذا قريب بشكل مدهش من بعضهما البعض". "الثنائيات الأكثر ضخامة لها فواصل نموذجية أقرب إلى 30 AU ، والعديد من الثنائيات أوسع بكثير من هذا." وقال كلوز إن ملاحظات الجوزاء الجديدة "تشير ضمناً بقوة إلى أن النجوم منخفضة الكتلة ليس لديها رفاق بعيدون عن الانتخابات التمهيدية". تم العثور على نتائج مماثلة سابقًا من قبل فريق بقيادة الدكتور إدواردو ل.مارتن من معهد هاواي لعلم الفلك بجامعة هاواي في مسح لـ 34 نجمًا منخفض الكتلة جدًا والأقزام البنية في مجموعة الثريا التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. يوضح هذان المسحان معًا بوضوح أن هناك ندرة مثيرة للاهتمام للأقزام البنية عند فواصل أكبر من 20 AU من النجوم منخفضة الكتلة جدًا والأقزام البنية الأخرى.
يتوقع الفريق أن واحدًا من كل خمسة نجوم منخفض الكتلة لديه رفيق مع فصل في النطاق (3-200 AU). ضمن هذا النطاق الفاصل ، لاحظ الفلكيون تكرارًا مماثلًا للرفاق النجميين الأكثر ضخامة حول النجوم الشبيهة بالشمس الأكبر.
بشكل عام ، تشير هذه النتائج الجديدة إلى أن الثنائيات منخفضة الكتلة (على عكس النظرية) قد تتشكل في عملية مشابهة لتلك الثنائيات الأكثر ضخامة. في الواقع ، تضيف هذه النتيجة إلى أدلة متزايدة من مجموعات أخرى على أن النسبة المئوية للأنظمة الثنائية مشابهة للأجسام التي تمتد من كتلة شمسية واحدة إلى أقل من 0.05 كتلة شمسية (أو 52 ضعف كتلة المشتري). على سبيل المثال ، توصلت مجموعة بقيادة نيل ريد من معهد علوم تلسكوب الفضاء وجامعة بنسلفانيا إلى استنتاج مماثل مع عينة أصغر من 20 نجمًا أقل كتلة وأقزام بنية تمت ملاحظتها باستخدام تلسكوب هابل الفضائي.
إن حقيقة أن النجوم منخفضة الكتلة لديها أي رفاق قزم بني منخفض الكتلة داخل 5 AU أمر مثير للدهشة لأن العكس تمامًا صحيح حول النجوم الشبيهة بالشمس. عدد قليل جدًا من النجوم الشبيهة بالشمس لديهم رفقاء قزم بني داخل هذه المسافة ، وفقًا لدراسات السرعة الشعاعية. وأشار كلوز إلى أن "هذا النقص في رفاق القزم البني داخل 5 AU من النجوم الشبيهة بالشمس يسمى" صحراء القزم البني ". "ومع ذلك ، نرى أنه من المحتمل ألا تكون هناك صحراء قزم بني حول النجوم منخفضة الكتلة."
تشكل هذه النتائج قيودًا مهمة على المنظرين الذين يعملون على فهم كيفية تأثير كتلة النجم على الكتلة والمسافة الفاصلة بين الصحابة التي تتكون معها. قال كلوز: "أي نموذج دقيق لتكوين النجوم والكواكب يجب أن يعيد إنتاج هذه الملاحظات".
كانت هذه الملاحظات ممكنة فقط بسبب الجمع بين نظام التصوير البصري التكيفي الحساس بشكل فريد في جامعة هاواي والأداء الفني لتلسكوبات الجوزاء. ترجع حساسية نظام Hokupa إلى مفهوم استشعار انحناء الموجة الذي طوره الدكتور فرانسوا رودييه. البصريات التكيفية هي تقنية ذات أهمية متزايدة تقضي على معظم "الضبابية" الناتجة عن الاضطراب في الغلاف الجوي للأرض (أي وميض النجوم). ويتم ذلك عن طريق تعديل شكل المرآة الخاصة الأصغر والمرنة بسرعة لتتناسب مع الاضطراب المحلي ، استنادًا إلى الملاحظات في الوقت الفعلي لنظام دعم المرآة من ملاحظات النجم منخفض الكتلة. يمكن لـ Hokupa ’a حساب الفوتونات الفردية (جزيئات الضوء) ، وبالتالي يمكن شحذها بدقة حتى النجوم الضعيفة جدًا (أي ذات الكتلة المنخفضة).
كانت صور البصريات التكيفية القريبة من الأشعة تحت الحمراء التي تم إجراؤها بواسطة تلسكوب الجوزاء البالغ طوله 8 أمتار في هذا المسح أكثر حدة مرتين من تلك التي يمكن إجراؤها في نفس الأطوال الموجية بواسطة تلسكوب هابل الفضائي الذي يبلغ طوله 2.4 متر. المسح الأرضي الوحيد من نوعه ، تطلب هذا العمل خمس ليال على مدى عام واحد مع نظام Hokupa'a في Gemini North.
من المهم ملاحظة أن المسافات المستخدمة هنا تقاس في السماء. قد تكون الفواصل المدارية الحقيقية أكبر قليلاً بمجرد معرفة المدار الكامل لهذه الثنائيات في المستقبل.
ومن بين أعضاء الفريق العلمي الآخرين جيمس ليبرت (مرصد ستيوارد ، جامعة أريزونا) ، وولفغانغ براندنر (المرصد الجنوبي الأوروبي ، جارشنج ، ألمانيا) ، وإدواردو مارتن ودان بوتر (معهد علم الفلك ، جامعة هاواي).
الملاحظات الواردة هنا هي جزء من مسح مستمر. تم نشر النتائج الأولية لأول 20 نجمة منخفضة الكتلة في استطلاعنا في عدد 1 مارس 2002 من مجلة Astrophysical Journal Letters vol 567 Pages L53-L57.
الصور والرسوم التوضيحية المتعلقة بهذا البيان الصحفي متاحة على الإنترنت على: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
يمكن الاتصال بـ Laird Close على الرقم 520 / 626-5992 ، [البريد الإلكتروني المحمي] ، بعد عودته إلى مكتبه في 28 مايو.
تم دعم هذا الاستطلاع جزئيًا من قبل مكتب القوات الجوية الأمريكية للبحث العلمي ومرصد ستيوارد التابع لجامعة أريزونا. يتم دعم Hokupa'a من قبل مجموعة البصريات التكيفية في جامعة هاواي ومؤسسة العلوم الوطنية.
مرصد الجوزاء هو تعاون دولي قام ببناء تلسكوبين متطابقين يبلغ طولهما 8 أمتار. تقع التلسكوبات في ماونا كيا وهاواي (شمال الجوزاء) وسيرو باتشين في وسط تشيلي (جنوب الجوزاء) ، وبالتالي توفر تغطية كاملة لكلا نصفي الكرة الأرضية. يشتمل كلا المقرابين على تقنيات جديدة تسمح للمرايا الكبيرة والرقيقة نسبيًا تحت التحكم النشط بجمع وتركيز الإشعاع البصري والأشعة تحت الحمراء من الفضاء.
يوفر مرصد الجوزاء للمجتمعات الفلكية في كل دولة شريكة مرافق فلكية حديثة تخصص وقت المراقبة بما يتناسب مع مساهمة كل دولة. بالإضافة إلى الدعم المالي ، يساهم كل بلد أيضًا بموارد علمية وتقنية كبيرة. تشمل وكالات البحث الوطنية التي تشكل شراكة Gemini: مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF) ، ومجلس أبحاث فيزياء الجسيمات وعلم الفلك في المملكة المتحدة (PPARC) ، والمجلس الوطني الكندي للبحوث (NRC) ، وشيلي كومسي؟ n Nacional de Investigaci؟ n C Scientifica y Tecnol؟ gica (CONICYT) ، مجلس البحوث الأسترالي (ARC) ، الارجنتيني Consejo Nacional de Investigaciones Cient؟ ficas y T؟ cnicas (CONICET) و Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient؟ fico e Tecnol؟ gico (CNPq ). تتم إدارة المرصد من قبل اتحاد الجامعات للبحوث في علم الفلك (AURA) بموجب اتفاقية تعاون مع NSF. تعمل NSF أيضًا كوكالة تنفيذية للشراكة الدولية.
لمزيد من المعلومات ، راجع موقع Gemini على الويب: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
المصدر الأصلي: بيان الجوزاء
