الفلك

أين هما القزمان البنيان اللذان تم تأكيدهما مؤخرًا؟

أين هما القزمان البنيان اللذان تم تأكيدهما مؤخرًا؟

أكد تقرير الأخبار عن اثنين من الأقزام البنية غير العادية من النوع T لكنهما لا يخبران أين تم العثور عليهما في الفضاء أو في سماء الليل أو بعدهما عن الأرض / الشمس. الأقزام البنية وايز 0414 و وايز 1810. هل يعرف أحد مكان وجودهم؟


ورقة البحث ذات الصلة هي Schneider et al. (2020) "WISEA J041451.67-585456.7 و WISEA J181006.18-101000.5: أول الأقزام الفرعية من النوع T المتطرفة؟".

هذا يعطي التسميات الكاملة ، منها WISE 0414 و WISE 1810 هي صيغ مختصرة. تحتوي التعيينات على إحداثيات J2000 (تشير J041451.67-585456.7 إلى الصعود الأيمن 04ح14م51.67س، الانحراف -58 ° 54'56.7 "). اتضح أن WISE 0414 موجود في Reticulum و WISE 1810 في Serpens (Cauda).

المسافات غير مؤكدة بدرجة كبيرة ، من الورقة:

إذا واصلنا العلاقات من النوع الطيفي المطلق لأقزام المجال البني (Dupuy، & Liu 2012) وقمنا بتعيين النوع الطيفي لـ WISEA 1810-1010 ليكون T0 ، فسيتم العثور على مسافات متباينة بشكل كبير لنطاقات مرور مختلفة. وجدنا مسافة ∼14 قطعة باستخدام حجم WISEA 1810-1010's W2 ، ولكن مسافة 67 قطعة باستخدام حجم K − band. بالاقتران مع الحركة المناسبة المقاسة لدينا (الجدول 1) ، تؤدي تقديرات المسافة هذه إلى أ $ V_ mathrm {tan} $ المدى 77-360 كم ثانية−1. بالنسبة لـ WISEA 0414-5854 ، تم العثور على نطاق مسافة كبير مماثل (52-94 قطعة) ، المقابلة ل $ V_ mathrm {tan} $ يتراوح مداها بين 170 و 307 كم ثانية−1. ستكون قياسات المنظر لهذه الكائنات ضرورية لتحديد الدقة $ V_ mathrm {tan} $ القيم. ومع ذلك ، من الواضح أن كلا المصدرين عبارة عن أجسام عالية السرعة تتفق مع العضوية في القرص المجري السميك الفقير بالمعادن أو الهالة.

(التركيز لي)


اكتشف العلماء وعلماء الفلك المواطنون قزمان بنيان قديمان وغريبان

كان العلماء المواطنون جزءًا من مشروع Backyard Worlds: Planet 9.

ساعد العلماء المواطنون مؤخرًا في توجيه علماء الفلك إلى زوج من الأجسام التي تمتد على الخط الفاصل بين الكواكب والنجوم.

هذه الأجسام الفرعية التي تم رصدها حديثًا هي الأقزام البنية، التي تشترك في العديد من العناصر مع النجوم. ومع ذلك ، لا تمتلك هذه الأجسام الغازية كتلة كافية لبدء الاندماج النووي في قلبها ، لذا فهي تشبه الكواكب أكثر من النجوم.

الأقزام البنية المكتشفة حديثًا لها تركيبات غير عادية جدًا. قال مسؤولو ناسا في تقرير أصدرته وكالة ناسا إنها أكثر الأقزام البنية شبيهة بالكوكب والتي يمكن ملاحظتها في أقدم مجموعات النجوم في مجرة ​​درب التبانة. بيان. قد تساعد أيضًا الباحثين في معرفة المزيد عن الكواكب خارج النظام الشمسي.

كان العلماء المواطنون الذين اكتشفوا كلا الجسمين جزءًا من التمويل المستمر الذي تموله وكالة ناسا عوالم الفناء الخلفي: كوكب 9 المشروع. كانوا يبحثون في بيانات مركبة فضائية من بعثتي WISE و NEOWISE التابعين لناسا ، وكلتا المهمتين عبارة عن فصول في حياة مركبة فضائية واحدة تسمى مستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء واسع المجال.

والأشياء التي وجدها التعاون مؤخرًا ، والتي تسمى الآن WISE 1810 و WISE 0414 ، غريبة.

عندما درسها العلماء ، فوجئوا برؤية هذين القزمين البنيين يحتويان على القليل جدًا من الحديد مقارنةً بما يُلاحظ عادةً في الأقزام البنية. هذه علامة منبهة على أنها قديمة جدًا. يقدر عمر هذا الزوج بحوالي 10 مليار سنة وتبلغ كتلته حوالي 75 ضعف كتلة كوكب المشتري، قالت ناسا.

إذا تشكلت هذه الأقزام البنية بمستويات منخفضة من المعدن ، فقد يكون ذلك قديمًا الكواكب الخارجية. قد يكون هذا سببًا للبحث عن الكواكب الخارجية القديمة التي تفتقر إلى المعادن أو العوالم الغريبة التي تدور حول النجوم القديمة الفقيرة بالمعادن. يمكن أن تجيب المزيد من الأبحاث حول هذا القزم البني على أسئلة حول مدى اعتماد عملية تكوين الكوكب على وجود المعادن.

دراسة مقبولة للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية و تم الرفع إلى خادم ما قبل الطباعة arXiv.org تفاصيل هذه النتائج. مؤلفها الرئيسي هو آدم شنايدر من جامعة ولاية أريزونا ومدرسة rsquos للأرض واستكشاف الفضاء في تيمبي. اكتشف شنايدر WISE 1810 لأول مرة في عام 2016.

قال ممثلو ناسا إن Backyard Worlds: Planet 9 ساهم في أكثر من 1600 اكتشاف للقزم البني.

تابع دوريس إلين أوروتيا على تويترsalazar_elin. تابعنا على TwitterSpacedotcom وعلى Facebook.


يستخدم علماء الفلك "الرؤية بالليزر" لإيجاد (غريبة) التوائم البنية القزمة الجديدة

أبلغ علماء الفلك اليوم عن اكتشافات للعديد من الأنظمة الثنائية فائقة البرودة من الأقزام البنية التي تم العثور عليها باستخدام نظام البصريات التكيفي النجمي الجديد المرشد بالليزر Keck ، بما في ذلك نوع غريب من النظام الثنائي لم يسبق له مثيل من قبل. أعلن عن النتائج فريق من علماء الفلك الأمريكيين بقيادة الدكتور مايكل سي ليو من معهد علم الفلك بجامعة هاواي. يقدم الفريق النتائج التي توصلوا إليها في الاجتماع 207 للجمعية الفلكية الأمريكية في واشنطن العاصمة.

سلطت النتائج الضوء على آلية التكوين المحيرة والأغلفة الجوية للأقزام البنية ، ولم تكن لتتحقق لولا الصور فائقة الدقة التي ينتجها نظام التوجيه الليزري النجمي على تلسكوب كيك. من بين الاكتشافات ، قرر الفريق أن القزم البني الذي كان يعتبر في السابق كائنًا واحدًا هو في الواقع زوج متقارب من الأقزام البنية ذات خصائص غير عادية.

"رؤية الليزر" الجديدة من "كِيك" هي خطوة كبيرة إلى الأمام في سعينا لفهم أصول وأجواء هذه الأجسام المثيرة للاهتمام ، والتي تشبه جزئيًا النجوم وجزئيًا مثل الكواكب ، كما قال الدكتور ليو.

تم اكتشاف الأقزام البنية قبل عقد من الزمان فقط ، وتمثل فئة من الأجسام منخفضة الكتلة فائقة البرودة - تحتل الفجوة النظرية بين النجوم العادية والكواكب العملاقة. المئات من الأقزام البنية معروفة الآن ، لكن أصولها وخصائصها الفيزيائية تظل ألغازًا لم يفهمها علماء الفلك بعد. يكمن جزء من التحدي في حقيقة أن الأقزام البنية القريبة لها مزيج متنوع وغير معروف على نطاق واسع من الأعمار والكتل والتركيبات.

للتحايل على هذه المشكلة ، قام الدكتور ليو ومعاونيه بإجراء مسح لثنائيات الأقزام البنية القريبة ، أي أزواج الأقزام البنية التي تدور حول بعضها البعض. نظرًا لأن الثنائيات تولد في نفس الوقت وتتكون من نفس التكوين ، فإن المقارنة بين المكونين تزيل الكثير من الغموض في التفسير.

يدرس علماء الأحياء التوائم البشرية لفهم ما إذا كانت الاختلافات بين الناس يمكن أن تنشأ حتى لو كان لديهم نفس العمر والتركيب الجيني. وبطريقة مماثلة ، فإننا نعثر على توأم قزم بني وندرسهما من أجل فهم أسباب الاختلافات بين هذه الأشياء ، وبالتالي التعرف على خصائصها الفيزيائية ، كما قال الدكتور ليو.

في سياق المسح ، وجد الفريق نوعًا غير معتاد جدًا من ثنائي الأقزام البني ، الذي يتكون مكونان لهما غلافان جويان مختلفان تمامًا. يسمى الكائن SDSS J1534 + 1615 وتم تحديده لأول مرة على أنه قزم بني مرشح في عام 2004 بواسطة مسح Sloan الرقمي للسماء (SDSS) وتم تأكيده من خلال متابعة رصدات الأشعة تحت الحمراء الأرضية في تلسكوب المملكة المتحدة بالأشعة تحت الحمراء (UKIRT) و مرفق تلسكوب الأشعة تحت الحمراء التابع لناسا (IRTF) ، وكلاهما موجود في ماونا كيا.

في البداية كان يعتقد أنه كائن واحد ، وجد فريق الدكتور ليو أن SDSS J1534 + 1615 هو في الواقع ثنائي متقارب للغاية ، مع فصل زاوي لا يتجاوز 0.11 ثانية قوسية أو حوالي 1/20.000 من قطر البدر. ال

الفصل المادي حوالي أربع وحدات فلكية ، أو أربعة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس. SDSS J1534 + 1615 يبعد حوالي 110 سنة ضوئية عن الأرض ، ويقع في كوكبة الثعبان (الثعبان).

الأمر المثير للدهشة في SDSS J1534 + 1615 ، ويجعله فريدًا مقارنةً بـ

40 من الثنائيات المعروفة سابقًا للقزم البني ، هي أن المكونين & quottwin & quot لهما مظاهر مختلفة تمامًا ، على الرغم من الأعمار والتركيبات المتطابقة. جميع ثنائيات القزم البني المعروفة سابقًا لها ألوان جوية متشابهة ، ويكون أحد المكونات دائمًا أكثر سطوعًا من الآخر بغض النظر عن مرشح الألوان المستخدم للتصوير. ولكن في حالة SDSS J1534 + 1615 ، فإن المكونين لهما ألوان جوية مختلفة جدًا في ضوء الأشعة تحت الحمراء - أحدهما أكثر احمرارًا من الآخر. والأكثر غرابة ، أن المكون الأكثر إشراقًا يعتمد على مرشح المراقبة.

& quot ؛ لم نر قط زوجًا من الأقزام البنية مثل هذا. سيخبروننا قليلاً عما يحدث في أجواء هذه الأجسام الشبيهة بالكواكب ، على حد قول الدكتور ساندي ك. ليجيت من تلسكوب المملكة المتحدة بالأشعة تحت الحمراء والمؤلف المشارك في الدراسة.

من المحتمل أن تنشأ الأجواء المختلفة جدًا للمكونين من الاختلافات في محتوى السحابة الخاصة بهم. تمامًا مثل الكواكب في نظامنا الشمسي ، يُعتقد أن العديد من الأقزام البنية تمتلك غيومًا في غلافها الجوي. ومع ذلك ، تتكون الغيوم القزمية البنية من جزيئات الحديد ، على عكس غيوم الماء على الأرض. تتسبب هذه السحب الحديدية في ظهور أحمر شديد لمكون واحد من مكونات SDSS J1534 + 1615. من المحتمل أن يحتوي المكون الآخر على عدد أقل من السحب و / أو أكثر مجزأة ، مما يؤدي إلى مظهر مختلف تمامًا.

إن الأجواء المختلفة جدًا لهذه الأقزام البنية المتشابهة جدًا غير عادية تمامًا. يبدو الأمر كما لو أن منزلك كان مغمورًا بالغيوم تمامًا ، لكن جارك المجاور يرى سماءً مشمسة في السماء ، كما قال المؤلف المشارك الدكتور ديفيد أ. جوليموسكي من جامعة جونز هوبكنز.

الاكتشافات هي نتيجة مسح مستمر للأقزام البنية القريبة يجريها الدكتور ليو ومعاونيه في تلسكوب كيك الثاني البالغ طوله 10 أمتار (400 بوصة) في ماونا كيا ، هاواي. Keck II هو أول تلسكوب كبير (8-10 أمتار) مزود بنظام بصريات تكيفية نجمية لتوجيه الليزر (AO).

تعمل البصريات التكيفية على تصحيح الصور الفلكية للتشويش الناجم عن الغلاف الجوي المضطرب للأرض. بينما كان علماء الفلك يستخدمون هذه التقنية لما يقرب من عقدين من الزمن ، كانت الأقزام البنية دائمًا باهتة للغاية بالنسبة لأنظمة AO التقليدية ، والتي تعمل فقط مع النجوم الساطعة. يُنشئ نظام الليزر Keck نجمًا & quot؛ اصطناعيًا & quot؛ في السماء ، يمكن توجيهه بعد ذلك إلى الأقزام البنية لإنتاج صور الأشعة تحت الحمراء الحادة بشكل غير مسبوق.

الصور الناتجة هي الأكثر حدة التي تم الحصول عليها من أي ثنائي قزم بني في ضوء الأشعة تحت الحمراء ، مع دقة زاوية تصل إلى 1/20 من الثانية القوسية ، أي حوالي 1/400000 من قطر البدر. إذا كانت رؤية الشخص حادة مثل نظام البصريات التكيفية Keck ، فسيكون قادرًا على قراءة مجلة كانت على بعد حوالي ميلين ونصف.

تزودنا هذه القدرة الجديدة بصور الأشعة تحت الحمراء ثلاث إلى أربع مرات أكثر حدة من تلك التي ينتجها تلسكوب هابل الفضائي. يعد هذا ضروريًا لفصل هذه الثنائيات المتقاربة جدًا بين الأقزام البنية ودراسة غلافها الجوي. بدونها ، ستبدو هذه الأشياء كذباً كشيء واحد ، "وأضاف الدكتور ليو.

الأقزام البنية هي أجسام خافتة جدًا وفائقة البرودة كتلتها أقل من سبعة بالمائة من كتلة الشمس (أو حوالي 70 ضعف كتلة كوكب المشتري). يشار إليها عادة بالنجوم & quotfailed ، & quot لأنهم يفتقرون إلى الكتلة الكافية لتوليد طاقتهم الخاصة عبر الاندماج النووي مثل النجوم. ونتيجة لذلك ، فإن درجات حرارة سطحها منخفضة للغاية ، وأقل من ربع درجة حرارة سطح الشمس ، وهي قاتمة للغاية. في كثير من النواحي ، الأقزام البنية أقرب بكثير إلى الكواكب الغازية العملاقة في نظامنا الشمسي ، نظرًا لأن الكواكب والأقزام البنية لها كتل ودرجات حرارة أقل بكثير من النجوم.

في الواقع ، نشك في أن بعض الأقزام البنية القريبة الأخرى التي يُعتقد أنها كائنات مفردة قد تكون في الواقع ثنائيات لم يتم اكتشافها حتى الآن. وقد ينتمي بعضهم إلى هذه الفئة الجديدة الغريبة من الثنائيات التي أنشأها SDSS J1534 + 1615. نحن متشوقون للنظر إلى المزيد من الأقزام البنية القريبة من خلال رؤية كيك فائقة الحدة في الأشهر المقبلة ، كما قال الدكتور ليو.

المؤلفان المشاركان حول النتائج المعروضة اليوم هما ساندي ليجيت من تلسكوب الأشعة تحت الحمراء في المملكة المتحدة ديفيد جوليموفسكي وكوينلي تشيو من جامعة جونز هوبكنز شياوهوي فان من جامعة أريزونا توم جيبال من مرصد جيميني دونالد شنايدر من جامعة ولاية بنسلفانيا وجون برينكمان من أباتشي مرصد بوينت.

النتائج موصوفة في ورقة قادمة في مجلة الفيزياء الفلكية. تم دعم هذا البحث من قبل National Science Foundation و Alfred P. Sloan Foundation.

يُجري معهد علم الفلك بجامعة هاواي أبحاثًا في المجرات وعلم الكونيات والنجوم والكواكب والشمس. يشارك أعضاء هيئة التدريس والموظفون أيضًا في تعليم علم الفلك ، وبعثات الفضاء السحيق ، وفي تطوير وإدارة المراصد في هاليكالا وماونا كيا.

تأسست جامعة هاواي عام 1907 وتم اعتمادها بالكامل من قبل الرابطة الغربية للمدارس والكليات ، وهي النظام العام الوحيد للتعليم العالي في الولاية. يوفر نظام UH مجموعة من الدرجات الجامعية والدراسات العليا والمهنية وبرامج المجتمع في 10 حرم جامعي ومن خلال المراكز التعليمية والتدريبية والبحثية في جميع أنحاء الولاية. يسجل UH أكثر من 50000 طالب من هاواي والبر الرئيسي للولايات المتحدة وحول العالم.

تم توفير التمويل لـ SDSS من قبل مؤسسة Alfred P. Sloan ، والمؤسسات المشاركة ، والمؤسسة الوطنية للعلوم ، ووزارة الطاقة الأمريكية ، والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء ، و Monbukagakusho اليابانية ، وجمعية Max Planck ، والتعليم العالي مجلس التمويل لإنجلترا. موقع ويب SDSS هو http://www.sdss.org/. تتم إدارة SDSS من قبل اتحاد أبحاث الفيزياء الفلكية للمؤسسات المشاركة. المؤسسات المشاركة هي المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي ، معهد الفيزياء الفلكية بوتسدام ، جامعة بازل ، جامعة كامبريدج ، جامعة كيس ويسترن ريزيرف ، جامعة شيكاغو ، جامعة دريكسيل ، فيرميلاب ، معهد الدراسات المتقدمة ، مجموعة المشاركة اليابانية ، جامعة جونز هوبكنز ، والمعهد المشترك للفيزياء الفلكية النووية ، ومعهد كافلي للفيزياء الفلكية والجسيمات وعلم الكونيات ، ومجموعة العلماء الكورية ، والأكاديمية الصينية للعلوم (LAMOST) ، ومختبر لوس ألاموس الوطني ، ومعهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPA) ، وماكس - معهد بلانك للفيزياء الفلكية (MPIA) ، وجامعة ولاية نيو مكسيكو ، وجامعة ولاية أوهايو ، وجامعة بيتسبرغ ، وجامعة بورتسموث ، وجامعة برينستون ، والمرصد البحري للولايات المتحدة ، وجامعة واشنطن.

يتم تشغيل UKIRT من قبل مركز علم الفلك المشترك نيابة عن مجلس أبحاث فيزياء الجسيمات وعلم الفلك في المملكة المتحدة.

يتم تشغيل IRTF من قبل جامعة هاواي بموجب الاتفاقية التعاونية رقم. NCC 5-538 مع الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء ، مكتب علوم الفضاء ، برنامج علم الفلك الكوكبي.

الصور

الصورة 1: مخطط العثور على اللون لـ SDSS J1534 + 1615 بناءً على الصور البصرية التي تم الحصول عليها عند 0.5 و 0.8 و 0.9 ميكرون. الصور 80 ثانية قوسية على أحد الجانبين. (الائتمان: Xiaohui Fan و Sloan Digital Sky Survey Collaboration)

الصورة 2: صورة عالية الدقة لـ SDSS J1534 + 1615 تم الحصول عليها باستخدام نظام البصريات التكيفية لنجوم دليل الليزر Keck في ضوء الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية 1.2 و 1.6 و 2.2 ميكرون. الصورة 0.75 ثانية قوسية على جانب ، والثنائي مفصول بمقدار 0.11 ثانية قوسية. (الائتمان: مايكل ليو ، جامعة هاواي)


القيام باكتشاف نادر

كان هذا الفريق الدولي من الباحثين يعمل على مشروع يسمى SPECULOOS (البحث عن الكواكب الصالحة للسكن EClipsing ULtra-cOOl Stars) ، والذي يبحث عن الكواكب التي تدور حول النجوم الصغيرة (والأقزام البنية). يتعرف المشروع على الكواكب من خلال رصدها وهي تعبر أو تمر أمام نجمها ، مما يتسبب في انخفاض مؤقت في السطوع.

من خلال هذا المشروع ، وضع الباحثون أنظارهم على القزم البني 2MASSW J1510478-281817 ، المعروف باسم 2M1510. لكن القزم البني ، الموجود في كوكبة الميزان ، بدا مختلفًا بعض الشيء. قاد هذا الفريق إلى التكهن بأنه قد يكون في الواقع قزمان بنيان يدوران حول بعضهما البعض.

"من بين ملاحظات الاختبار الأولى التي أجريناها ، قمنا بتحويل أحد تلسكوباتنا إلى قزم بني معروف. ولكن فجأة بدا أن الجسم أصبح باهتًا لمدة 90 دقيقة تقريبًا ، مما يشير إلى حدوث كسوف ،" ميشا وإيومل جيلون ، المحقق الرئيسي في مشروع SPECULOOS ، قال في البيان.

"أدركنا سريعًا أننا ربما كنا ننظر إلى اثنين من الأقزام البنية الكسوف ، أحدهما يمر أمام الآخر ، وهو تكوين نادر جدًا عن أنظمة الكواكب ،" أرتيم بوردانوف ، مؤلف مشارك في هذه الدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، المضافة في البيان.

أكد الفريق شكوكهم في أن القزم البني كان حقًا اثنين من الملاحظات باستخدام تلسكوب Keck II القوي الذي يبلغ طوله 10 أمتار والتلسكوب الكبير جدًا البالغ طوله 8 أمتار في تشيلي ، حيث توجد تلسكوبات SPECULOOS.

هذا هو ثاني نظام يتم التعرف عليه على الإطلاق ، مما يجعله نادرًا للغاية. من الصعب تحديدها بشكل خاص لأن النظام يحتاج إلى أن يكون محاذيًا "تمامًا" في الوقت المناسب تمامًا حتى تتم ملاحظته وتحديده.

ما جعل هذا الاكتشاف نادرًا أيضًا هو وجود مكون ثالث يدور بعيدًا عن القزم البني ، مما يجعله نظامًا ثلاثي القزم بني. ميزة أخرى فريدة لهذا النظام هي أن 2M1510 هي من بين مجموعة صغيرة جدًا من الأقزام البنية التي يمكن للعلماء تحديد عمرهم.

قال Amaury Triaud ، المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة وزميل برمنغهام في جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة ، في البيان: "إن جمع مزيج من الكتلة ونصف القطر والعمر أمر نادر جدًا بالنسبة للنجم ، ناهيك عن القزم البني. "عادة ما يكون واحد أو أكثر من هذه القياسات مفقود."

من خلال ملء هذه القطع المفقودة ، "تمكنا من التحقق من النماذج النظرية لكيفية برودة الأقزام البنية ، النماذج التي يزيد عمرها عن 30 عامًا. وجدنا أن النماذج تتطابق بشكل ملحوظ مع الملاحظات ، وهي شهادة على براعة الإنسان" ، أضاف تريود.

نُشر هذا العمل يوم أمس (9 مارس) في مجلة Nature Astronomy.

تأخذك مجلة All About Space في رحلة مذهلة عبر نظامنا الشمسي وما وراءه ، من التكنولوجيا المذهلة والمركبات الفضائية التي تمكن البشرية من المغامرة في المدار ، إلى تعقيدات علوم الفضاء.

انضم إلى منتديات الفضاء الخاصة بنا للاستمرار في الحديث عن أحدث المهام ، والسماء الليلية والمزيد! وإذا كان لديك تلميح إخباري أو تصحيح أو تعليق ، فأخبرنا على: [email protected]

اكتشف علماء الفلك الذين يبحثون في الكون بحثًا عن كواكب جديدة فرصة اكتشاف ، وتحديد الكسوف النادر لاثنين من الأقزام البنية.

رصد كسوف نادر للقزم البني المزدوج في اكتشاف مفاجئ: اقرأ المزيد

"ما جعل هذا الاكتشاف نادرًا أيضًا هو وجود مكون ثالث يدور بعيدًا عن القزم البني ، مما يجعله نظامًا ثلاثي القزم بني. وهناك ميزة أخرى فريدة لهذا النظام وهي أن 2M1510 من بين مجموعة صغيرة جدًا من البني القزم الأقزام التي يمكن للعلماء تحديد عمر.

قال Amaury Triaud ، المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة وزميل برمنغهام في جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة ، في البيان: "إن جمع مزيج من الكتلة ونصف القطر والعمر أمر نادر جدًا بالنسبة للنجم ، ناهيك عن القزم البني. "عادة ما يكون واحد أو أكثر من هذه القياسات مفقود."

من خلال ملء هذه القطع المفقودة ، "تمكنا من التحقق من النماذج النظرية لكيفية برودة الأقزام البنية ، النماذج التي يزيد عمرها عن 30 عامًا. وجدنا نماذج تتطابق بشكل ملحوظ مع الملاحظات ، وهي شهادة على براعة الإنسان" ، أضاف تريود. "

قرأت رابط العمل المنشور المقدم ، تقرير تمامًا. يعتبر القزمان البنيان حوالي 40 Mjup و 39.3 Mjup مع مجموع نصف قطر 3.15Rjup لذلك قسمت على 2 ووصلت إلى 1.575Rjup (نصف القطر) لكل منهما :) وهذا يشير إلى أن الأقزام البنية لها كثافة متوسطة قريبة من 12.7 جم سم مكعب. احصائيات مثيرة للاهتمام المهوس في الورقة المنشورة. لا شيء مثل هذه الجراء الصغيرة في نظامنا الشمسي :)

"ما جعل هذا الاكتشاف نادرًا أيضًا هو وجود مكون ثالث يدور بعيدًا عن القزم البني ، مما يجعله نظامًا ثلاثي القزم بني. وهناك ميزة أخرى فريدة لهذا النظام وهي أن 2M1510 من بين مجموعة صغيرة جدًا من البني القزم الأقزام التي يمكن للعلماء تحديد عمر.

قال Amaury Triaud ، المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة وزميل برمنغهام في جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة ، في البيان: "إن جمع مزيج من الكتلة ونصف القطر والعمر أمر نادر جدًا بالنسبة للنجم ، ناهيك عن القزم البني. "عادة ما يكون واحد أو أكثر من هذه القياسات مفقود."

من خلال ملء هذه القطع المفقودة ، "تمكنا من التحقق من النماذج النظرية لكيفية برودة الأقزام البنية ، النماذج التي يزيد عمرها عن 30 عامًا. وجدنا نماذج تتطابق بشكل ملحوظ مع الملاحظات ، وهي شهادة على براعة الإنسان" ، أضاف تريود. "

قرأت رابط العمل المنشور المقدم ، تقرير تمامًا. يعتبر القزمان البنيان حوالي 40 Mjup و 39.3 Mjup مع مجموع نصف قطر 3.15Rjup لذلك قسمت على 2 ووصلت إلى 1.575Rjup (نصف القطر) لكل منهما :) وهذا يشير إلى أن الأقزام البنية لها كثافة متوسطة بالقرب من 12.7 جم سم مكعب. احصائيات مثيرة للاهتمام المهوس في الورقة المنشورة. لا شيء مثل هذه الجراء الصغيرة في نظامنا الشمسي :)


ثلاثة أقزام بنية غريبة اكتشفها علماء مواطنون

بمساعدة العلماء المواطنين ، اكتشف علماء الفلك ثلاثة أقزام بنية غير عادية - كرات من الغاز يطلق عليها أحيانًا "النجوم الفاشلة". تم رصد الأقزام البنية ، الموصوفة في ورقتين علميتين تم نشرهما مؤخرًا ، من قبل المشاركين في مشروع Backyard Worlds: Planet 9 الذي تموله وكالة ناسا ، والذي شارك المتحف في تأسيسه.

الاكتشاف الأول مفصل في مجلة الفيزياء الفلكية، من قزم بني نادر للغاية يسمى W0830 للاختصار. W0830 منافس لواحد من أبرد الأجسام الشبيهة بالنجوم التي تم العثور عليها على الإطلاق.

"في البداية لم نكن نعتقد أنه كان حقيقيا. قال دان كاسيلدن ، أحد المشاركين الذين اكتشفوا هذا الجسم البارد أثناء تمشيط مئات الصور من القمر الصناعي واسع النطاق لاستكشاف الأشعة تحت الحمراء (WISE) التابع لناسا ومهمته الحالية ، لم يكن الجسم مقنعًا على الإطلاق بالبيانات التي لدينا. ، تسمى NEOWISE ، كمتطوع في Backyard Worlds.

إذا كان الجسم قريبًا بدرجة كافية من الأرض ، فسيظهر على أنه "يقفز" عند مقارنة عدة صور تم التقاطها من نفس البقعة في السماء على بعد بضع سنوات. حتى الآن ، العديد من الأشياء التي عثر عليها متطوعو Backyard Worlds كانت عبارة عن أقزام بنية ، والتي لا تحرق الهيدروجين بالطريقة التي تعمل بها النجوم ، كما أنها تشبه إلى حد كبير الكواكب العملاقة مثل كوكب المشتري.

بالإضافة إلى Caselden ، ساهم ستة مشاركين آخرين في Backyard Worlds - Guillaume Colin و Sam Goodman و Austin Rothermich و Nikolaj Stevnbak و Melina Thevenot و Jim Walla - في هذا العمل ، واكتشفوا أربعة أقزام بنية إضافية أكثر دفئًا قليلاً تم تضمينها في الدراسة.

أكد علماء الفلك اكتشافات المتطوعين من خلال ملاحظات من تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا وتلسكوب هابل الفضائي ، ووجدوا أن درجة حرارة W0830 ليست أكثر دفئًا من يوم صيفي: في مكان ما بين 80 و 170 درجة فهرنهايت.

وقالت دانييلا بارداليز جاجليوفي ، المؤلف الرئيسي للدراسة وزميلة ما بعد الدكتوراه في قسم الفيزياء الفلكية بالمتحف: "هذا يجعلها واحدة من أروع الأقزام البنية التي تم العثور عليها على الإطلاق". "ولكن هناك ما هو أكثر من ذلك. حتى وقت قريب ، كان أبرد قزم بني موجودًا في فئة منفردة - لونه أكثر احمرارًا من جميع الأقزام البنية الأخرى - ولم يفهم أحد السبب. يساعد هذا القزم البني الجديد "الحلقة المفقودة" على سد هذه الفجوة ، مما يوفر مسارًا للملاحظات المستقبلية لمساعدتنا على ربط النقاط وفهم كيفية ارتباط هذه الكائنات النادرة الباهتة ".

المجموعة الثانية من الاكتشافات ، والتي سيتم نشرها أيضًا في مجلة الفيزياء الفلكية، هي الأقزام البنية الأكثر شبهاً بالكواكب التي شوهدت حتى الآن بين أقدم مجموعة من النجوم في مجرة ​​درب التبانة. يزن هذان القزمان البنيان ، اللذان يزنان حوالي 75 ضعف كتلة كوكب المشتري ويسجلان عمرهما حوالي 10 مليارات سنة ، تركيبات غير عادية للغاية: فهما يحتويان على القليل جدًا من الحديد ، مما يعني أنه مثل النجوم القديمة ، لم يدمج الحديد من ولادة النجوم وموتها في بيئاتهم. يبدو أن أحد هذه الأقزام البنية يحتوي على حوالي 3 في المائة فقط من الحديد الموجود في شمسنا.

يأمل علماء الفلك في استخدام هذه الأقزام البنية لمعرفة المزيد عن الكواكب الخارجية ، وهي كواكب خارج نظامنا الشمسي. قد تشكل نفس العمليات الفيزيائية كلاً من الكواكب والأقزام البنية.

"السؤال المركزي في دراسة الأقزام البنية والكواكب الخارجية هو ، إلى أي مدى يعتمد تكوين الكواكب على وجود معادن مثل الحديد والعناصر الأخرى التي تكونت من عدة أجيال سابقة من النجوم؟" قال عالم الفيزياء الفلكية مارك كوشنر ، الباحث الرئيسي في Backyard Worlds: Planet 9 ومسؤول علوم المواطن في مديرية المهام العلمية التابعة لناسا. "حقيقة أن هذه الأقزام البنية تبدو وكأنها تشكلت بمثل هذه الوفرة المعدنية المنخفضة تشير إلى أنه ربما ينبغي علينا البحث بجدية أكبر عن الكواكب الخارجية القديمة التي تفتقر إلى المعادن ، أو عن الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم قديمة فقيرة بالمعادن."

لاحظ المؤلف الرئيسي للدراسة ، آدم شنايدر ، من كلية استكشاف الأرض والفضاء بجامعة ولاية أريزونا في تيمبي ، لأول مرة أحد الأقزام البنية غير العادية ، المسمى WISE 1810 ، في عام 2016 ، لكنه كان في منطقة مزدحمة بالسماء وكان من الصعب اكتشافه. تؤكد.

بمساعدة أداة تسمى WiseView ، أنشأها Caselden ، أكد شنايدر أن الجسم الذي رآه قبل سنوات كان يتحرك بسرعة ، وهو مؤشر جيد على أن الجسم هو جرم سماوي قريب ، مثل كوكب أو قزم بني.

تم اكتشاف القزم البني غير العادي الثاني ، WISE 0414 ، من قبل مجموعة من العلماء المواطنين بما في ذلك متطوعو Backyard Worlds بول بوليو ، سام جودمان ، ويليام بندريل ، أوستن روثرميتش ، وأرتو ساينو.

قال جاكي فهرتي ، العالِم البارز في قسم الفيزياء الفلكية بالمتحف ، والمؤسس المشارك لمشروع Backyard Worlds ومؤلف كلتا الدراستين: "قلة من الناس يدركون مقدار اكتشافه عن الكون بمجرد النظر في الصور". "يذهلني بشكل منتظم شيء يكتشفه مواطن ويغفل عنه العلماء. هذه الاكتشافات هي شهادة على قدرة أي شخص على هذا الكوكب للمشاركة في مشروع علمي ".


العثور على اثنين من الأقزام البنية الغريبة بمساعدة العلماء المواطنين

هذا رسم توضيحي لقزم بني. على الرغم من اسمها ، ستظهر الأقزام البنية أرجوانية أو برتقالية حمراء للعين البشرية إذا شوهدت عن قرب. ائتمانات: وليام بندريل

بمساعدة العلماء المواطنين ، اكتشف علماء الفلك اثنين من الأقزام البنية غير العادية للغاية ، وهما كرات من الغاز ليست ضخمة بما يكفي لتزويد نفسها بالطاقة بالطريقة التي تعمل بها النجوم.

ساعد المشاركون في مشروع Backyard Worlds: Planet 9 الذي تموله ناسا في توجيه العلماء إلى هذه الأجسام الغريبة ، باستخدام بيانات من ساتل ناسا لاستكشاف الأجسام القريبة من الأرض والأشعة تحت الحمراء (NEOWISE) جنبًا إلى جنب مع عمليات رصد السماء التي تم جمعها بين عامي 2009 و 2011 تحت لقبها السابق ، وايز. Backyard Worlds: Planet 9 هو مثال على "علم المواطن" ، وهو تعاون بين العلماء المحترفين وأفراد من الجمهور.

يطلق العلماء على الأجسام المكتشفة حديثًا "أول أقزام فرعية من النوع T المتطرف". تزن حوالي 75 ضعف كتلة المشتري وتبلغ عمرها حوالي 10 مليار سنة. هذان الجسمان هما أكثر الأقزام البنية شبيهة بالكوكب حتى الآن والتي شوهدت بين أقدم مجموعة من النجوم في مجرة ​​درب التبانة.

يأمل علماء الفلك في استخدام هذه الأقزام البنية لمعرفة المزيد عن الكواكب الخارجية ، وهي كواكب خارج نظامنا الشمسي. قد تشكل العمليات الفيزيائية نفسها كلاً من الكواكب والأقزام البنية.

قال عالم الفيزياء الفلكية مارك كوشنر ، الباحث الرئيسي في Backyard Worlds: Planet 9 ومسؤول علوم المواطن في مديرية المهام العلمية التابعة لناسا: "هذه الأقزام البنية الغريبة والمذهلة تشبه الكواكب الخارجية القديمة إلى حد كبير لدرجة أنها ستساعدنا على فهم فيزياء الكواكب الخارجية". كوشنر هو أيضًا عالم فيزياء فلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند.

هذان القزمان البنيان المميزان لهما تركيبات غير عادية للغاية. عند النظر إليها بأطوال موجية معينة من ضوء الأشعة تحت الحمراء ، فإنها تبدو مثل الأقزام البنية الأخرى ، ولكنها في حالات أخرى لا تشبه أي نجوم أو كواكب أخرى تم رصدها حتى الآن.

فوجئ العلماء برؤية أن لديهم القليل جدًا من الحديد ، مما يعني أنهم ، مثل النجوم القديمة ، لم يدمجوا الحديد من ولادة النجوم وموتها في بيئاتهم. سيكون للقزم البني النموذجي ما يصل إلى 30 مرة أكثر من الحديد والمعادن الأخرى من هذه الأجسام المكتشفة حديثًا. يبدو أن أحد هذه الأقزام البنية يحتوي على حوالي 3٪ فقط من الحديد الموجود في شمسنا. يتوقع العلماء أن الكواكب الخارجية القديمة جدًا سيكون لها محتوى معدني منخفض أيضًا.

قال كوشنر: "السؤال المركزي في دراسة الأقزام البنية والكواكب الخارجية هو إلى أي مدى يعتمد تكوين الكواكب على وجود معادن مثل الحديد والعناصر الأخرى التي تكونت من عدة أجيال سابقة من النجوم". "حقيقة أن هذه الأقزام البنية تبدو وكأنها تشكلت بمثل هذه الوفرة المعدنية المنخفضة تشير إلى أنه ربما ينبغي علينا البحث بجدية أكبر عن الكواكب الخارجية القديمة التي تفتقر إلى المعادن ، أو الكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم قديمة فقيرة بالمعادن."

دراسة في مجلة الفيزياء الفلكية تفاصيل هذه الاكتشافات والآثار المحتملة. تم إدراج ستة علماء من المواطنين كمؤلفين مشاركين في الدراسة.

صور WISE للقزم البني WISE 1810 المكتشف حديثًا كما يظهر باستخدام أداة WiseView. مؤشران يكشفان أن الجسم قزم بني. الأول هو اللون البرتقالي للكائن في هذه الصور ذات الألوان الزائفة. والثاني هو تغيير موضعه ، مما يدل على أنه انتقل بين 2010 (يسار) و 2016 (يمين). الائتمان: شنايدر وآخرون. 2020

كيف وجد المتطوعون هذه الأقزام البنية المتطرفة

لاحظ المؤلف الرئيسي للدراسة ، آدم شنايدر ، من كلية استكشاف الأرض والفضاء بجامعة ولاية أريزونا في تيمبي ، لأول مرة أحد الأقزام البنية غير العادية ، المسمى WISE 1810 ، في عام 2016 ، لكنه كان في منطقة مزدحمة بالسماء وكان من الصعب اكتشافه. تؤكد.

بمساعدة أداة تسمى WiseView ، تم إنشاؤها بواسطة Backyard Worlds: عالم الكوكب 9 دان كاسيلدن ، أكد شنايدر أن الكائن الذي رآه قبل سنوات كان يتحرك بسرعة ، وهو مؤشر جيد على أن الجسم هو جسم سماوي قريب مثل كوكب أو قزم بني.

قال شنايدر: "يقوم WiseView بالتمرير عبر البيانات مثل فيلم قصير ، حتى تتمكن من رؤية ما إذا كان هناك شيء يتحرك أم لا."

تم اكتشاف القزم البني غير العادي الثاني ، WISE 0414 ، من قبل مجموعة من العلماء المواطنين بما في ذلك المشاركين في Backyard Worlds بول بوليو ، سام جودمان ، ويليام بندريل ، أوستن روثرميتش ، وأرتو ساينو.

قام العلماء المواطنون الذين وجدوا WISE 0414 بتمشيط مئات الصور التي التقطتها WISE بحثًا عن الأجسام المتحركة ، والتي يتم اكتشافها بشكل أفضل بالعين البشرية.

وقال شنايدر "اكتشاف هذين القزمين البنيين يظهر أن المتحمسين للعلم يمكن أن يساهموا في العملية العلمية". "من خلال Backyard Worlds ، يمكن لآلاف الأشخاص العمل معًا للعثور على أشياء غير عادية في الحي الشمسي."

تابعها علماء الفلك لتحديد خصائصها الفيزيائية والتأكد من أنها بالفعل أقزام بنية. يشير اكتشاف هذين القزمين البنيين غير العاديين إلى أن علماء الفلك قد يكونون قادرين على العثور على المزيد من هذه الأجسام في المستقبل.

حول Backyard Worlds: Planet 9

يتيح مشروع Backyard Worlds: Planet 9 المستمر لأي شخص الانضمام إلى السعي للعثور على المزيد من الأجسام الغامضة في بيانات المركبة الفضائية. اكتشف العلماء المواطنون الذين يستخدمون هذا المشروع ثروة من الكنوز الفلكية ، بما في ذلك أكثر من 1600 قزم بني وأقدم وأبرد قزم أبيض محاط بقرص من الحطام.


أول خريطة الطقس للقزم البني: سطح أقرب مخطط قزم بني

تم استخدام تلسكوب ESO الكبير جدًا لإنشاء أول خريطة على الإطلاق للطقس على سطح أقرب قزم بني إلى الأرض. An international team has made a chart of the dark and light features on WISE J104915.57-531906.1B, which is informally known as Luhman 16B and is one of two recently discovered brown dwarfs forming a pair only six light-years from the Sun.

The new results are being published in the 30 January 2014 issue of the journal طبيعة.

Brown dwarfs fill the gap between giant gas planets, such as Jupiter and Saturn, and faint cool stars. They do not contain enough mass to initiate nuclear fusion in their cores and can only glow feebly at infrared wavelengths of light. The first confirmed brown dwarf was only found twenty years ago and only a few hundred of these elusive objects are known.

The closest brown dwarfs to the Solar System form a pair called Luhman 16AB [1] that lies just six light-years from Earth in the southern constellation of Vela (The Sail). This pair is the third closest system to the Earth, after Alpha Centauri and Barnard's Star, but it was only discovered in early 2013. The fainter component, Luhman 16B, had already been found to be changing slightly in brightness every few hours as it rotated -- a clue that it might have marked surface features.

Now astronomers have used the power of ESO's Very Large Telescope (VLT) not just to image these brown dwarfs, but to map out dark and light features on the surface of Luhman 16B.

Ian Crossfield (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany), the lead author of the new paper, sums up the results: "Previous observations suggested that brown dwarfs might have mottled surfaces, but now we can actually map them. Soon, we will be able to watch cloud patterns form, evolve, and dissipate on this brown dwarf -- eventually, exometeorologists may be able to predict whether a visitor to Luhman 16B could expect clear or cloudy skies."

To map the surface the astronomers used a clever technique. They observed the brown dwarfs using the CRIRES instrument on the VLT. This allowed them not just to see the changing brightness as Luhman 16B rotated, but also to see whether dark and light features were moving away from, or towards the observer. By combining all this information they could recreate a map of the dark and light patches of the surface.

The atmospheres of brown dwarfs are very similar to those of hot gas giant exoplanets, so by studying comparatively easy-to-observe brown dwarfs [2] astronomers can also learn more about the atmospheres of young, giant planets -- many of which will be found in the near future with the new SPHERE instrument that will be installed on the VLT in 2014.

Crossfield ends on a personal note: "Our brown dwarf map helps bring us one step closer to the goal of understanding weather patterns in other solar systems. From an early age I was brought up to appreciate the beauty and utility of maps. It's exciting that we're starting to map objects out beyond the Solar System!"

[1] This pair was discovered by the American astronomer Kevin Luhman on images from the WISE infrared survey satellite. It is formally known as WISE J104915.57-531906.1, but a shorter form was suggested as being much more convenient. As Luhman had already discovered fifteen double stars the name Luhman 16 was adopted. Following the usual conventions for naming double stars, Luhman 16A is the brighter of the two components, the secondary is named Luhman 16B and the pair is referred to as Luhman 16AB.

[2] Hot Jupiter exoplanets lie very close to their parent stars, which are much brighter. This makes it almost impossible to observe the faint glow from the planet, which is swamped by starlight. But in the case of brown dwarfs there is nothing to overwhelm the dim glow from the object itself, so it is much easier to make sensitive measurements.


Brown Dwarf is Actually a Binary System

Astronomers were searching for planets around nearby star Epsilon Indi when they discovered something unusual. A previously-known brown dwarf star orbiting Epsilon Indi has a companion of its own. This new companion, known as Epsilon Indi Bb, orbits the larger brown dwarf (Epsilon Indi Ba) at a distance of only 2.2 astronomical units. Both objects are part of a new class of stars called T-dwarfs they have diameters similar to Jupiter but have significantly more mass.

While searching for planet-sized bodies that might accompany the nearby star system Epsilon Indi, astronomers using the Gemini South telescope in Chile made a related but unexpected detection.

Widely observed by telescopes on the ground and in space, Epsilon Indi was known to host an orbiting companion, called Epsilon Indi B, which was discovered last year and is the nearest known specimen of a brown dwarf. Brown dwarfs are very small, cool stars thirty to forty times more massive than Jupiter but of similar size. Despite all the observing, it took the combination of Gemini’s powerful infrared capabilities and the extremely sensitive spectrograph/imager called PHOENIX (without adaptive optics) to reveal the more elusive body.

“Epsilon Indi Ba is the closest confirmed brown dwarf to our solar system,” says Dr. Gordon Walker (University of British Columbia, Vancouver, Canada), who led the research team that includes Dr. Suzie Ramsay Howat (UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh, UK). Dr. Walker explains, “With the detection of Epsilon Indi Bb, we now know that Epsilon Indi Ba has a close companion that appears to be another, even cooler brown dwarf. One certainty is that the Epsilon Indi system is even more interesting than we previously thought.”

The team of scientists who detected Epsilon Indi Bb using the Gemini South Telescope on Cerro Pach?n, Chile, were the first to report this finding, which was published in the IAU Circular Volume 8818. Subsequently, the VLT (Very Large Telescope) announced that scientists had actually observed the object five days earlier (using adaptive optics), and their finding is reported at http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph?0309256.

“When the target was acquired and we saw that there were clearly two objects close together, we initially thought it must be the wrong object. Epsilon Indi Ba, formerly called Epsilon Indi B, had been observed before and in those observations, no one noticed the companion object. It was a tremendous surprise for us,” says Dr. Kevin Volk (Gemini Observatory, La Serena, Chile) who was actually making the observation at the Gemini South telescope along with Dr. Robert Blum (CTIO, La Serena, Chile).

The serendipitous nature of the detection took the science team–whose members are from Canada, the U.K., the U.S. and Chile–by surprise. Dr. Blum elaborates, “We then found that the companion, named Epsilon Indi Bb, is invisible in the methane band where previous Gemini observations had been taken. The coolest brown dwarfs are very faint and hard to detect, but there may be vast numbers of them–which makes this detection important.”

Epsilon Indi is the fifth brightest star in the southern constellation of Indus and is located about 11.8 light years away from our solar system. The star is similar to but cooler than our sun. The projected separation as seen on the sky between Epsilon Indi and Indi Ba is approximately 1500 AUs (one AU or Astronomical Unit is the average distance between the Earth and the Sun or about 93 million miles/150 million kilometers), and the distance between Epsilon Indi Ba and the newly discovered Epsilon Indi Bb is at least 2.2 AUs.

“Because this system is so close to us, it appears to move quite rapidly in the sky,” says Dr. Volk. “We were able to confirm our detection–and rule out a more distant background object–within a few weeks since we could detect the motion of the system relative to the background stars relatively quickly.”

As the facts surrounding the detection become clearer with additional spectroscopic data, the research team expects that important details about Epsilon Indi Bb will be revealed. “Unfortunately, the window for observing this system is nearly closed for this year, so we will have to wait until early next year when we can see this system again in the morning sky,” says Dr. David Balam (University of Victoria, Canada).

The data recently obtained from Gemini show that Epsilon Indi Bb is cooler and less massive than Epsilon Indi Ba as demonstrated by its significantly lower brightness and deep methane absorption. Methane absorption is a key indicator for low mass objects since gaseous methane can only exist in the lower temperature environments of the atmospheres of brown dwarfs and planets where the gas can exist.

“Methane absorption was the key to the detection,” says Dr. Walker, “because Dr. Volk happened to catch sight of Epsilon Indi Bb through one of the ‘windows’ between the methane absorption bands. Because the absorption bands block longer wavelength infrared light, Epsilon Indi Bb was visible when viewed at shorter infrared wavelengths.”

Epsilon Indi Ba and Bb are members of a recently discovered type of astronomical object–the “T” class brown dwarfs. These T-dwarfs have diameters approximately equal to Jupiter but with more mass. Spectra of Epsilon Indi Ba, taken with PHOENIX by Dr. Verne Smith (University of Texas, El Paso) and collaborators, show the Epsilon Indi Ba has 32 times the mass of Jupiter and a 1500-degree surface temperature. It is spinning about three times faster than Jupiter. Epsilon Indi Bb has less mass, is cooler, but is still much more massive and hotter than Jupiter. Like Jupiter, the T-dwarfs do not have enough mass to make energy the way the sun does from nuclear fusion. Epsilon Indi Ba and Bb are glowing from heat resulting from the mass pushing down on the interior.

PHOENIX, the instrument that is responsible for producing the data, is a near-infrared, high-resolution spectrometer that was built by the National Optical Astronomy Observatory (NOAO) in Tucson, Arizona, and was commissioned on Gemini South in 2001. Dr. Ken Hinkle (NOAO, Tucson, Arizona) said, “PHOENIX was designed for exactly this type of research. It is the first high-resolution infrared spectrograph on a Gemini telescope, and the first high-resolution infrared spectrograph on any southern hemisphere telescope.”

Dr. Phil Puxley, Associate Director of Gemini South, adds, “Gemini’s infrared optimization makes the 8-meter twin telescopes ideal for capturing such serendipitous discoveries. Finds like this are exactly what Gemini is designed to do and this sort of exciting work demonstrates the potential of Gemini’s science.”

Epsilon Indi is visible with the naked eye from June to December in the southern hemisphere. It can be detected with the locator map available at http://www.gemini.edu/science/epsilonindi-images.html, which also contains other images and illustrations.

The Gemini Observatory is an international collaboration that has built two identical 8-meter telescopes. The Frederick C. Gillett Gemini Telescope is located at Mauna Kea, Hawai`i (Gemini North) and the other telescope at Cerro Pach?n in central Chile (Gemini South), and hence provide full coverage of both hemispheres of the sky. Both telescopes incorporate new technologies that allow large, relatively thin mirrors under active control to collect and focus both optical and infrared radiation from space.

The Gemini Observatory provides the astronomical communities in each partner country with state-of-the-art astronomical facilities that allocate observing time in proportion to each country’s contribution. In addition to financial support, each country also contributes significant scientific and technical resources. The national research agencies that form the Gemini partnership include: the US National Science Foundation (NSF), the UK Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), the Canadian National Research Council (NRC), the Chilean Comisi?n Nacional de Investigaci?n Cientifica y Tecnol?gica (CONICYT), the Australian Research Council (ARC), the Argentinean Consejo Nacional de Investigaciones Cient?ficas y T?cnicas (CONICET) and the Brazilian Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq). The Observatory is managed by the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) under a cooperative agreement with the NSF. The NSF also serves as the executive agency for the international partnership.


Baby Brown Dwarfs Provide Clues to Solve Mystery

Why – and how — do brown dwarfs form? Since these cosmic misfits fall somewhere between planets and stars in terms of their temperature and mass, astronomers haven’t yet been able to determine how they form: are their beginnings like planets or stars? Now, the Spitzer Space Telescope has found what could be two of the youngest brown dwarfs. While astronomers are still looking to confirm the finding of these so-called “proto brown dwarfs” it has provided a preliminary answer of how these unusual stars form.

The baby brown dwarfs were found in Spitzer data collected in 2005. Astronomers had focused their search in the dark cloud Barnard 213, a region of the Taurus-Auriga complex well known to astronomers as a hunting ground for young objects.

“We decided to go several steps back in the process when (brown dwarfs) are really hidden,” said David Barrado of the Centro de Astrobiología in Madrid, Spain, lead author of the paper, published in the Astronomy & Astrophysics journal. “During this step they would have an (opaque) envelope, a cocoon, and they would be easier to identify due to their strong infrared excesses. We have used this property to identify them. This is where Spitzer plays an important role because Spitzer can have a look inside these clouds. Without it this wouldn’t have been possible.”

Barrado said the findings potentially solve the mystery about whether brown dwarfs form more like stars or planets. The team’s findings? Brown dwarfs form like low-mass stars.

Brown dwarfs are cooler and more lightweight than stars and more massive (and normally warmer) than planets. They are born of the same dense, dusty clouds that spawn stars and planets. But while they may share the same galactic nursery, brown dwarfs are often called “failed” stars because they lack the mass of their hotter, brighter stellar siblings. Without that mass, the gas at their core does not get hot enough to trigger the nuclear fusion that burns hydrogen — the main component of these molecular clouds — into helium. Unable to ignite as stars, brown dwarfs end up as cooler, less luminous objects that are more difficult to detect — a challenge that was overcome in this case by Spitzer’s heat-sensitive infrared vision.
This artist's rendering gives us a glimpse into a cosmic nursery as a star is born from the dark, swirling dust and gas of this cloud. Image credit: NASA/JPL-Caltech
Young brown dwarfs also evolve rapidly, making it difficult to catch them when they are first born. The first brown dwarf was discovered in 1995 and, while hundreds have been found since, astronomers had not been able to unambiguously find them in their earliest stages of formation until now.

Spitzer’s longer-wavelength infrared camera penetrated the dusty natal cloud to observe STB213 J041757. The data, confirmed with near-infrared imaging from Calar Alto Observatory in Spain, revealed not one but two of what would potentially prove to be the faintest and coolest brown dwarfs ever observed.

The twins were observed from around the globe, and their properties were measured and analyzed using a host of powerful astronomical tools. One of the astronomers’ stops was the Caltech Submillimeter Observatory in Hawaii, which captured the presence of the envelope around the young objects. That information, coupled with what they had from Spitzer, enabled the astronomers to build a spectral energy distribution — a diagram that shows the amount of energy that is emitted by the objects in each wavelength.

From Hawaii, the astronomers made additional stops at observatories in Spain (Calar Alto Observatory), Chile (Very Large Telescopes) and New Mexico (Very Large Array). They also pulled decade-old data from the Canadian Astronomy Data Centre archives that allowed them to comparatively measure how the two objects were moving in the sky. After more than a year of observations, they drew their conclusions.

“We were able to estimate that these two objects are the faintest and coolest discovered so far,” Barrado said. This theory is bolstered because the change in brightness of the objects at various wavelengths matches that of other very young, low-mass stars.

While further study will confirm whether these two celestial objects are in fact proto brown dwarfs, they are the best candidates so far, Barrado said. He said the journey to their discovery, while difficult, was fun. “It is a story that has been unfolding piece by piece. Sometimes nature takes its time to give up its secrets.”

Lead image caption: This image shows two young brown dwarfs, objects that fall somewhere between planets and stars in terms of their temperature and mass. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Calar Alto Obsv./Caltech Sub. Obsv.


Nearest Brown Dwarf Found

A team of European astronomers have located the closest brown dwarf star ever discovered. Epsilon Indi, located only 12 light-years from the Earth, was thought to be a single star, but the ESO team spotted its companion. Epsilon Indi B is 45 times the mass of Jupiter and takes 400 years to orbit the main star.

A team of European astronomers [2] has discovered a Brown Dwarf object (a ‘failed’ star) less than 12 light-years from the Sun. It is the nearest yet known.

Now designated Epsilon Indi B, it is a companion to a well-known bright star in the southern sky, Epsilon Indi (now “Epsilon Indi A”), previously thought to be single. The binary system is one of the twenty nearest stellar systems to the Sun.

The brown dwarf was discovered from the comparatively rapid motion across the sky which it shares with its brighter companion : the pair move a full lunar diameter in less than 400 years. It was first identified using digitised archival photographic plates from the SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) and confirmed using data from the Two Micron All Sky Survey (2MASS). Follow-up observations with the near-infrared sensitive SOFI instrument on the ESO 3.5-m New Technology Telescope (NTT) at the La Silla Observatory confirmed its nature and has allowed measurements of its physical properties.

Epsilon Indi B has a mass just 45 times that of Jupiter, the largest planet in the Solar System, and a surface temperature of only 1000 ?C. It belongs to the so-called ‘T dwarf’ category of objects which straddle the domain between stars and giant planets.

Epsilon Indi B is the nearest and brightest T dwarf known. Future studies of the new object promise to provide astronomers with important new clues as to the formation and evolution of these exotic celestial bodies, at the same time yielding interesting insights into the border zone between planets and stars.

Tiny moving needles in giant haystacks
Imagine you are a professional ornithologist, recently returned home from an expedition to the jungles of South America, where you spent long weeks using your high-powered telephoto lenses searching for rare species of birds. Relaxing, you take a couple of wide-angle snapshots of the blooming flowers in your back garden, undistracted by the common blackbird flying across your viewfinder. Only later, when carefully comparing those snaps, you notice something tiny and unusually coloured, flittering close behind the blackbird: you’ve discovered an exotic, rare bird, right there at home.

In much the same way, a team of astronomers [2] has just found one of the closest neighbours to the Sun, an exotic ‘failed star’ known as a ‘brown dwarf’, moving rapidly across the sky in the southern constellation Indus (The Indian). Interestingly, at a time when telescopes are growing larger and are equipped with ever more sophisticated electronic detectors, there is still much to be learned by combining old photographic plates with this modern technology.

Photographic plates taken by wide-field (“Schmidt”) telescopes over the past decades have been given a new lease on life through being digitised by automated measuring machines, allowing computers to trawl effectively through huge and invaluable data archives that are by far not yet fully exploited [3]. For the Southern Sky, the Institute for Astronomy in Edinburgh (Scotland, UK) has recently released scans made by the SuperCOSMOS machine of plates spanning several decades in three optical passbands. These data are perfectly suited to the search for objects with large proper motions and extreme colours, such as brown dwarfs in the Solar vicinity.
Everything is moving – a question of perspective

In astronomy, the `proper motion’ of a star signifies its apparent motion on the celestial sphere it is usually expressed in arcseconds per year [4]. The corresponding, real velocity of a star (in kilometres per second) can only be estimated if the distance is known.

A star with a large proper motion may indicate a real large velocity or simply that the star is close to us. By analogy, an airplane just after takeoff has a much lower true speed than when it’s cruising at high altitude, but to an observer watching near an airport, the departing airplane seems to be moving much more quickly across the sky.

Proxima Centauri, our nearest stellar neighbour, is just 4.2 light-years away (cf. ESO PR 22/02) and has a proper motion of 3.8 arcsec/year (corresponding to 23 km/sec relative to the Sun, in the direction perpendicular to the line-of-sight). The highest known proper motion star is Barnard’s Star at 6 light-years distance and moving 10 arcsec/year (87 km/sec relative to the Sun). All known stars within 30 light-years are high-proper-motion objects and move at least 0.2 arcsec/year.

Trawling for fast moving objects
For some time, astronomers at the Astrophysical Institute in Potsdam have been making a systematic computerised search for high-proper-motion objects which appear on red photographic sky plates, but not on the equivalent blue plates. Their goal is to identify hitherto unknown cool objects in the Solar neighbourhood.

They had previously found a handful of new objects within 30 light-years in this way, but nothing as red or moving remotely as fast as the one they have now snared in the constellation of Indus in the southern sky. This object was only seen on the very longest-wavelength plates in the SuperCOSMOS Sky Survey database. It was moving so quickly that on plates taken just two years apart in the 1990s, it had moved almost 10 arcseconds on the sky, giving a proper motion of 4.7 arcsec/year. It was also very faint at optical wavelengths, the reason why it had never been spotted before. However, when confirmed in data from the digital Two Micron All Sky Survey (2MASS), it was seen to be much brighter in the infrared, with the typical colour signature of a cool brown dwarf.

At this point, the object was thought to be an isolated traveller. However, a search through available online catalogues quickly revealed that just 7 arcminutes away was a well-known star, Epsilon Indi. The two share exactly the same very large proper motion, and thus it was immediately clear the two must be related, forming a wide binary system separated by more than 1500 times the distance between the Sun and the Earth.

Epsilon Indi is one of the 20 nearest stars to the Sun at just 11.8 light years [5]. It is a dwarf star (of spectral type K5) and with a surface temperature of about 4000 ?C, somewhat cooler than the Sun. As such, it often appears in science fiction as the home of a habitable planetary system [6]. That all remains firmly in the realm of speculation, but nevertheless, we now know that it most certainly has a very interesting companion.

This is a remarkable discovery: Epsilon Indi B is the nearest star-like source to the Sun found in 15 years, the highest proper motion source found in over 70 years, and with a total luminosity just 0.002% that of the Sun, one of the intrinsically faintest sources ever seen outside the Solar System!

After Proxima and Alpha Centauri, the Epsilon Indi system is also just the second known wide binary system within 15 light years. However, unlike Proxima Centauri, Epsilon Indi B is no ordinary star.

Brown dwarfs: cooling, cooling, cooling …
Within days of its discovery in the database, the astronomers managed to secure an infrared spectrum of Epsilon Indi B using the SOFI instrument on the ESO 3.5-m New Technology Telescope (NTT) at the La Silla Observatory (Chile). The spectrum showed the broad absorption features due to methane and water steam in its upper atmosphere, indicating a temperature of ‘only’ 1000 ?C. Ordinary stars are never this cool – Epsilon Indi B was confirmed as a brown dwarf.

Brown dwarfs are thought to form in much the same way as stars, by the gravitational collapse of clumps of cold gas and dust in dense molecular clouds. However, for reasons not yet entirely clear, some clumps end up with masses less than about 7.5% of that of our Sun, or 75 times the mass of planet Jupiter. Below that boundary, there is not enough pressure in the core to initiate nuclear hydrogen fusion, the long-lasting and stable source of power for ordinary stars like the Sun. Except for a brief early phase where some deuterium is burned, these low-mass objects simply continue to cool and fade slowly away while releasing the heat left-over from their birth.

Theoretical discussions of such objects began some 40 years ago. They were first named ‘black dwarfs’ and later ‘brown dwarfs’, in recognition of their predicted very cool temperatures. However, they were also predicted to be very faint and very red, and it was only in 1995 that such objects began to be detected.

The first were seen as faint companions to nearby stars, and then later, some were found floating freely in the Solar neighbourhood. Most brown dwarfs belong to the recently classified spectral types L and T, below the long-known cool dwarfs of type M. These are very red to human eyes, but L and T dwarfs are cooler still, so much so that they are almost invisible at optical wavelengths, with most of their emission coming out in the infrared. [7].
How massive is Epsilon Indi B?

The age of most brown dwarfs detected to date is unknown and thus it is hard to estimate their masses. However, it may be assumed that the age of Epsilon Indi B is the same as that of Epsilon Indi A, whose age is estimated to be 1.3 billion years based on its rotational speed. Combining this information with the measured temperature, brightness, and distance, it is then possible to determine the mass of Epsilon Indi B using theoretical models of brown dwarfs.

Two independent sets of models yield the same result: Epsilon Indi B must have a mass somewhere between 4-6% of that of the Sun, or 40-60 Jupiter masses. The most likely value is around 45 Jupiter masses, i.e. well below the hydrogen fusion limit, and definitively confirming this new discovery as a bona-fide brown dwarf.

The importance of Epsilon Indi B
PR Photo 03c/03 shows the current census of the stars in the solar neighbourhood. All these stars have been known for many years, including GJ1061, which, however, only had its distance firmly established in 1997. The discovery of Epsilon Indi B, however, is an extreme case, never before catalogued, and the first brown dwarf to be found within the 12.5 light year horizon.

If current predictions are correct, there should be twice as many brown dwarfs as main sequence stars. Consequently, Epsilon Indi B may be the first of perhaps 100 brown dwarfs within this distance, still waiting to be discovered!

Epsilon Indi B is an important catch well beyond the cataloguing the Solar neighbourhood. As the nearest and brightest known brown dwarf and with a very accurately measured distance, it can be subjected to a wide variety of detailed observational studies. It may thus serve as a template for more distant members of its class.

With the help of Epsilon Indi B, astronomers should now be able to see further into the mysteries surrounding the formation and evolution of the exotic objects known as brown dwarfs, halfway between stars and giant planets, the physics of their inner cores, and the weather and chemistry of their atmospheres.

An historical note – the southern constellation Indus
The constellation Indus lies deep in the southern sky, nestled between three birds, Grus (The Crane), Tucana (The Toucan) and Pavo (The Peacock), cf. PR Photo 03d/03.

First catalogued in 1595-1597 by the Dutch navigators Pieter Dirkszoon Keyser and Frederick de Houtman, this constellation was added to the southern sky by Johann Bayer in his book ‘Uranometria’ (1603) to honour the Native Americans that European explorers had encountered on their travels.

In particular, it has been suggested that it is specifically the native peoples of Tierra del Fuego and Patagonia that are represented in Indus, just over two thousand kilometres south of La Silla where the first spectroscopic observations of Epsilon Indi B were made some 400 years later.

In the later drawing by Bode shown here, Epsilon Indi, the fifth brightest star in Indus, is associated with one of the arrows in the Indian’s hand.


شاهد الفيديو: من هم يأجوج ومأجوج للشيخ صالح المغامسي (شهر اكتوبر 2021).