Oamenii de știință au fotografiat direct opt obiecte slabe care însoțesc stelele foarte strălucitoare în catalogul de date Gaia, inclusiv așa-numitele „stele eșuate”, altfel cunoscut sub numele de pitice brune.
Stelele și însoțitorii lor au fost identificați inițial din milioane de stele din catalogul Gaia. Au fost considerați ideali pentru investigațiile ulterioare cu instrumentul GRAVITY de la sol, un interferometru avansat în infraroșu apropiat situat la Very Large Telescope (VLT) de pe vârful Cerro Paranal din Chile. Prin combinarea luminii infraroșii de la mai multe telescoape, un proces numit interferometrie, GRAVITY a realizat deja prima observare directă a unei planete extrasolare, sau “exoplaneta.”
Urmărind observațiile Gaia, GRAVITY a observat direct semnalele luminoase de la însoțitorii din jurul celor opt stele strălucitoare, dintre care șapte erau obiecte teoretice, nedescoperite până acum.
Trei dintre obiectele însoțitoare sunt stele mici și slabe, iar celelalte cinci sunt pitici maro. Acestea din urmă se formează ca stelele și au mai multă masă decât planetele gigantice gazoase, dar nu au suficientă masă pentru a declanșa fuziunea hidrogenului cu heliu în nucleele lor, așa cum o fac stelele din secvența principală. De aici provine porecla lor de „stele eșuate”.
Legate de: Sonda spațială Gaia dezvăluie „mina de aur” a peste 500.000 de stele nedescoperite
Una dintre piticele maro reperate de GRAVITY orbitează în jurul stelui sale părinte la o distanță aproximativ egală cu distanța dintre Pământ și Soare. Aceasta este prima dată când una dintre aceste stele eșuate a fost văzută direct atât de aproape de steaua gazdă. „Am demonstrat că este posibil să captăm o imagine a unui însoțitor slab, chiar și atunci când acesta orbitează foarte aproape de gazda sa strălucitoare”, a declarat Thomas Winterhalder, liderul echipei și om de știință al Observatorului European de Sud (ESO). a spus într-o declarație. „Această realizare evidențiază sinergia remarcabilă dintre Gaia și GRAVITY. Numai Gaia poate identifica astfel de sisteme strânse care găzduiesc o stea și un însoțitor „ascuns”, iar apoi GRAVITY poate prelua pentru a imagina obiectul mai mic și mai slab cu o acuratețe fără precedent”.
Un licurici pe un far
Observarea directă a obiectelor slabe, cum ar fi stelele mici, slabe sau piticele maro, în jurul stelelor strălucitoare, nu este o operație deloc banală. De fapt, observarea semnalelor lor luminoase este asemănător cu a vedea lumina unui licurici așezat pe un far strălucitor. De înțeles, orice încercare de a imagina lumina licuriciului este spălată de lumina mai strălucitoare a farului și același lucru este valabil și pentru stelele strălucitoare și însoțitorii lor slabi.
În timp ce Gaia nu poate observa direct însoțitorii slabi ai acestor stele, telescopul spațial a putut deduce prezența lor. Acest lucru se datorează faptului că, atunci când o pitică maro, sau o stea mică în general, orbitează în jurul unei stele mai mari și mai strălucitoare, gravitația ei trage de steaua părinte și acest lucru provoacă o „câlcitură” în mișcarea stelei mai mari și mai strălucitoare.
Pe măsură ce acea stea „se clătina” departe de Pământ (și Gaia), lungimea de undă a luminii se întinde, deplasând-o spre capătul roșu al spectrului electromagnetic. În schimb, atunci când se clătește spre Pământ, lungimile de undă ale luminii sunt scurtate, deplasând lumina spre capătul albastru al spectrului electromagnetic.
Acest efect de deplasare spre roșu și spre albastru este analog cu deplasarea Doppler, fenomenul care afectează undele sonore de pe Pământ. De exemplu, pe măsură ce o ambulanță se îndreaptă spre tine cu sirena ei sunet, undele sonore sunt comprimate, iar sirena are un ton mai mare, asemănător cu deplasarea în albastru. Pe măsură ce ambulanța trece pe lângă tine, lungimile de undă ale sunetului se întind, iar sirena are un ton scăzut, la fel ca deplasarea spre roșu a luminii de la stea pe măsură ce se îndepărtează.
Acest efect de deplasare spre roșu și spre albastru este mic, dar Gaia este suficient de sensibilă pentru a-l detecta. Micii însoțitori ai acestor stele din eșantionul Gaia se află la unghiuri mici de separare față de părinții lor stelari strălucitori de câteva zeci de miliarcsecunde, care este de aproximativ dimensiunea unui sfert văzut de la o distanță de aproximativ 62 de mile (100 de kilometri) distanță.
„În observațiile noastre, datele Gaia acționează ca un fel de indicator”, a explicat Thomas. „Porțiunea de cer pe care o putem vedea cu GRAVITY este foarte mică, așa că trebuie să știm unde să ne uităm. Măsurătorile precise fără egal ale lui Gaia ale mișcărilor și pozițiilor stelelor sunt esențiale pentru a îndrepta instrumentul nostru în direcția corectă pe cer. “
Colaborarea dintre Gaia și GRAVITY a ajutat echipa să meargă dincolo de simpla detectare a acestor însoțitori. Cele două seturi de date au permis, de asemenea, echipei să separe masele stelelor și masele însoțitorilor. În plus, măsurarea diferențelor de lungimi de undă ale luminii de la stele și corpurile lor însoțitoare, precum și combinarea acestor informații cu acele estimări de masă menționate mai sus, a permis echipei să deducă vârstele însoțitorilor.
Acest lucru a dezvăluit că piticele maro erau mai puțin luminoase decât se aștepta la vârstele și masele observate, ceea ce implică că aceste corpuri ar putea fi orbitate de un alt însoțitor mai mic și chiar mai slab, poate chiar evaziv. exoluni.
Puterea echipei de etichete Gaia-GRAVITY înseamnă că oamenii de știință ar putea folosi în curând aceste două instrumente pentru a imagini însoțitori mai mici din jurul stelelor strălucitoare, și anume exoplanete.
„Abilitatea de a dezvălui mișcările minuscule ale perechilor apropiate de pe cer este unică pentru misiunea Gaia. Următorul catalog, care va fi disponibil ca parte a celei de-a patra ediții de date (DR4), va conține o colecție și mai bogată de stele cu potențial însoțitori mai mici”, Agenția Spațială Europeană (ESA) a declarat Johannes Sahlmann, om de știință Gaia. „Acest rezultat deschide noi baze în căutarea planetelor din galaxia noastră și ne promite străluciri ale unor noi lumi îndepărtate.”
Cercetarea echipei a fost publicat pe 10 iunie în revista Astronomy and Astrophysics.
Postat inițial pe Space.com.