Smeđa patuljasta masa izmjerena po prvi put • Alexander Sergeyev • Znanstvene vijesti o "Elementima" • Astronomija

Smeđa patuljasta masa izmjerena je po prvi put

Dvostruki smeđi patuljasti sustav (Slika od www.news.wisc.edu)

Dvanaest godina pažljivog promatranja binarnog sustava u Orionovoj maglici prvi put omogućilo je astronomima izravno mjerenje mase smeđih patuljaka.

Smeđi patuljci su objekti koji su međuprostorni između planeta i zvijezda. Poput običnih zvijezda, smeđi patuljasti oblici formirani su od međuzvjezdanih oblaka plina i prašine koji se sklapaju pod djelovanjem vlastite gravitacije. Kada se komprimira, tvar se zagrijava i počinje sjajiti uglavnom u infracrvenom području. Međutim, za razliku od punih zvijezda, smeđi patuljci nemaju dovoljno mase, tako da u svojim dubinama postoje uvjeti za termonuklearne reakcije. Stoga je jedini izvor energije tijekom života smeđeg patuljka spora gravitacijska kontrakcija.

Vjeruje se da su mase smeđih patuljaka u rasponu od 13 do 75 Jupiter masa ili od 1,3 do 7,2% Sunčeve mase. Ove uvjetne granice uspostavljene su iz teorijskih razmatranja. Numerički modeli unutarnje strukture zvijezda pokazuju da s masom manjom od 7% solarne u kuglici za komprimiranje plina nisu došle do vrijednosti temperature i gustoće,potrebno je započeti termonuklearne reakcije. Ovo određuje gornju granicu mase za smeđe patuljke. Donja granica je više uvjetovana. Očigledno, objekti s masom od 1% mase Sunca i manje ne mogu se formirati samostalno tijekom urušavanja međuzvjezdanih plinova i prašine. Takvi mali predmeti formirani su samo u protoplanetarnim diskovima koji kruže oko masivnih zvijezda. I to dovodi do vidljivih razlika od zvijezda u kemijskom sastavu i strukturi, što je tipično za planete.

Međutim, sve to – iako prilično sigurni, ali još uvijek čisti teorijski zaključci. Do nedavno, astronomi nisu imali samo jedno pouzdano određivanje mase smeđeg patuljka. U astronomiji, masa je najvažniji parametar za bilo koji objekt, ali je često vrlo teško pouzdano mjeriti, jer svojstva zračenja koje emitira objekt nisu izravno povezana s njegovom masom.

Misa se manifestira samo u gravitacijskoj atrakciji koja djeluje na okolne objekte. Stoga, za određivanje mase, nužno je da nam je predmet interesa za nas dio binarnog sustava. Okrećući se zajedničkim središtem mase, objekti će pristupiti promatraču, a zatim se odmaknuti od njega.To dopušta Dopplerov učinak da odredi cirkulaciju i maseni omjer komponenata sustava.

Međutim, za postizanje apsolutnih vrijednosti mase objekata nije dovoljno. Također je potrebno točno točno znati u kojem je kutu linije vidljivosti ravnina binarnog sustava sklona. U većini slučajeva taj se kut ne može odrediti, ali postoji jedna vrijedna iznimka. Ako se orbicija pretvori u gotovo isto kao rub, s vremena na vrijeme promatrat ćemo pomrčine u dvostrukom sustavu, u kojem jedna zvijezda zamagljuje drugu, a ukupna vidljiva svjetlina sustava se neko vrijeme smanjuje. O sličnom sustavu koji prigušuje blijesak, koji ima veliku preciznost, može se tvrditi da je ravnina svoje orbite orijentirana duž linije vidokruga.

Prije dvanaest godina, skupina američkih astronoma sa Sveučilišta Vanderbilt i Instituta o svemirskim teleskopima (STScI) imala je sreće pronaći u Orionovoj maglici, jednoj od najbližih zona za formiranje aktivnih zvijezda, oko 500 parseka udaljenih – par smeđih patuljaka koji formiraju takav eklipsirajući sustav. Od tada, u Nacionalnom opservatoriju vrha Kitt, američka mornarička opservatorij (U.S.Naval Observatory), kao iu Interameričkom zvjezdarnicom Sierra Tololo i Gemini South Observatories u Čileu, sustav je redovito nadgledan.

Ukupno je 1600 zapažanja provedeno tijekom 300 noći, navodi se u priopćenju za medije sa Sveučilišta Wisconsin-Madisson, gdje djeluje jedan od autora. To je omogućilo da s visokom točnošću odredimo parametre orbita u binarnom sustavu, a već ih i masama dviju komponenti sustava. Oni su iznosili 5,4 i 3,4% mase Sunca (57 i 36 masa Jupitera). Iz svjetlosnih krivulja tijekom pomračenja bilo je moguće odrediti i linearne dimenzije smeđih patuljaka. Radijus masivnog objekta pokazao se 6 puta radijusu Jupitera, a drugi – 4,6 puta veći. To iznosi respektivno 67 i 51% radijusa sunca. Dakle, usprkos maloj masi, smeđi patuljci još su više zvijezde od planeta.

Izravno mjerenje mase i veličine smeđih patuljaka od velike je važnosti za izgradnju njihovih teorijskih modela. Ali što je još važnije, sada je moguće razjasniti fizikalne parametre ostalih smeđih patuljaka povezujući značajke njihovog promatranog zračenja s masama i veličinama objekata.

Istina, posljednji zadatak je kompliciran jednim potpuno neočekivanim rezultatom nove studije. Pokazalo se da je površina manje masivnog smeđeg patuljka toplija od onog masivnog. Ni jedan od teorijskih modela ne predviđa ovo. Za zvijezde (glavni slijed) također se primjećuje pravilo: što je masivnije, toplije. Nije jasno zašto je kršen u slučaju smeđih patuljaka. Teoretičari još uvijek ne žele priznati da je to manifestacija nekog nepoznatog uzorka i skloni tražiti objašnjenje u svojstvima ovog posebnog para smeđih patuljaka.

Alexander Sergeev

izvor:
Keivan Stassun, Robert Mathieu, Jeff Valenti, Otkriće dvaju smeđih patuljaka koji oštećuju binarni sustav, priroda 440, 311-314, 16. ožujka 2006.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: