Астрономия

Уверены, что ближе ______ коричневых карликов нет.

Уверены, что ближе ______ коричневых карликов нет.


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Я не знаю, как сформулировать этот вопрос.

Насколько близко к нам мог быть коричневый карлик и до сих пор оставаться незамеченным?

Или, может быть, с какой вероятностью мы уверены, что в пределах X световых лет от Солнца нет коричневого карлика? (Для разных значений X)

(Не беспокойтесь об обращении к Немезиде или гипотетическому двойному партнеру Солнца. Я просто спрашиваю о необнаруженных коричневых карликах ... даже за пределами облака Оорта, но внутри Альфы C. Я не знаю, насколько чувствительным был опрос WISE .)


Думаю, ответ - примерно 3-5 световых лет.

Недавний обзор WISE в ближнем инфракрасном диапазоне должен был позволить обнаружить даже очень холодный коричневый карлик поблизости (и действительно, он обнаружил несколько очень холодных коричневых карликов - например, коричневый карлик 250K всего в 6 световых годах от нас, Луман и др., 2014) . Поскольку WISE был обзором всего неба и существует большой интерес к обнаружению этих ультрахолодных коричневых карликов, разумно предположить, что любой подобный объект в пределах нескольких световых лет уже был бы обнаружен. Предостережение к этому заключается в том, что функция рассеяния точки обзора WISE не так уж велика и так близко к галактической плоскости, возможно, путаница с источниками могла скрыть коричневый карлик. С другой стороны, близлежащие объекты обычно имеют высокое собственное движение, поэтому он, вероятно, был бы обнаружен в сочетании с более ранним обзором 2MASS, поскольку, как я покажу ниже, такой объект мог быть обнаружен в обоих.

Некоторые детали: в качестве примера возьмем коричневый карлик с очень малой массой - скажем, массой 20 Юпитера и возрастом 5 миллиардов лет - и поместим его в 4 световых годах от Солнца. Согласно эволюционным моделям Saumon & Marley (2008), такой объект имеет собственную светимость в $ 10 ^ {- 7} $ раз (1 десятимиллионную), чем у Солнца, и температуру 400 Кельвинов, и, по всей видимости, имеет светимость. спектральный класс позднего T или раннего Y. Это похоже на самые холодные коричневые карлики, которые когда-либо были обнаружены.

Из калибровки абсолютных величин и спектрального класса для холодных коричневых карликов в Marsh et al. (2013) мы знаем, что на расстоянии 4 световых лет такой коричневый карлик имел бы звездную величину $ H = 16 $ и $ W2 = 10 $. Первый достаточно яркий, чтобы его можно было увидеть в обзоре всего неба 2MASS, а второй легко обнаруживается WISE. Комбинация данных также легко показала бы большой параллакс такого объекта. Мы можем сделать вывод, что объект должен иметь много меньшая масса, чем эта, чтобы остаться незамеченной и, таким образом, можно было бы не называть коричневым карликом, а на самом деле быть «свободно плавающей планетой».

Теперь вы можете спросить, а как насчет более прохладного коричневого карлика? Что ж, теоретические предсказания величин и цветов становятся много более сомнительно, но я бы просто сослался на открытие Лумана. Этот коричневый карлик примерно такой же холодный, как коричневый карлик, учитывая возраст Галактики, может быть всего 10 масс Юпитера, но все же был легко обнаружен в обзоре WISE. Поэтому я думаю, что это устанавливает довольно твердый эмпирический предел.


New Kids On The Block & # 8211 Коричневые карлики

Что касается близости к & # 8220home & # 8221, то в нашем обычном районе не так много звезд. Проксима Центавра находится в 4,2 световых годах от нас, а Ригил Кентавр - в 4,3. Есть звезда Барнарда, Вольф 359, Лаланд 21185, Люйтен 726-8A и B и большой, яркий Сириус A и B. Но как насчет небесного соседа, который не так заметен? Попробуйте пару недавно обнаруженных коричневых карликов.

Ученые из Потсдамского астрофизического института имени Лейбница (AIP) с помощью спутника НАСА WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) обнаружили этот маловероятный дуэт всего в 15 и 18 световых годах от нашей Солнечной системы. & # 8220 Мы использовали предварительные данные WISE, выбрали яркие кандидаты с цветами, типичными для карликов позднего Т, попытались сопоставить их со слабыми объектами 2MASS и SDSS, чтобы определить их правильные движения и проследить их спектроскопически. # 8221 говорит RD Scholz, et al.

Эта пара, получившая название WISE J0254 + 0223 и WISE J1741 + 2553, привлекла внимание самим своим несоответствием - один очень яркий в инфракрасном, а другой очень слабый в оптическом свете. Еще более привлекательной была скорость, с которой они «движутся», а собственное движение резко меняется между наблюдениями. & # 8220 Очень большие собственные движения - первый намек на то, что эти объекты должны находиться очень близко к Солнцу. Оба объекта обнаруживаются только в z-диапазоне SDSS, который типичен для близлежащих карликов позднего Т, - говорит Шольц.

Поскольку пара была оптически видима во время открытия, команда использовала Большой бинокулярный телескоп (LBT) в Аризоне, чтобы определить их спектральный тип и более точно определить их расстояние до дома. Они хотели узнать побольше о самых крутых представителях коричневого карлика Т-типа - ультра-крутых. Более известные как несостоявшиеся звезды, потому что им не хватало массы, чтобы зажечь ядерный синтез, дуэт потребовал исследования, потому что их величина со временем резко уменьшается. Поскольку они исчезают так быстро, существует большая вероятность того, что коричневый карлик окажется намного ближе, чем мы думаем.

Оригинальный источник новостей: Потсдамский институт астрофизики им. Лейбница. Для дальнейшего чтения: Библиотека Корнельского университета & # 8211 Два совсем рядом (d


Наш Сосед Коричневый Карлик

Изображение холодного коричневого карлика, вращающегося вокруг звезды около Солнца. Изображение предоставлено Обсерваторией UA Steward. нажмите, чтобы увеличить
Астрономы обнаружили коричневый карлик в окрестностях нашей Галактики, всего в 12,7 световых годах от нас, и это делает его вторым ближайшим коричневым карликом из когда-либо обнаруженных. Неудачная звезда вращается вокруг другой звезды, которая была недавно обнаружена в южном созвездии Паво. Первичная звезда небольшая, всего лишь 1/10 массы нашего Солнца, а коричневый карлик вращается на расстоянии в 4,5 раза превышающем расстояние от Земли до Солнца.

Астрономы обнаружили уникального "коричневого карлика" прямо в окрестностях Солнца.

«Если бы ваш город был галактикой, это было бы похоже на поиск человека, которого вы не знали о жизни наверху в своем доме», - сказал один из первооткрывателей.

Этот редкий объект находится всего в 12,7 световых годах от Земли и вращается вокруг первичной звезды, которая сама была обнаружена совсем недавно в созвездии Павла в южном полушарии (Павлин).

Ближе к Земле была обнаружена только одна система коричневых карликов, а ближе она лишь незначительно.

Основная звезда составляет всего одну десятую массы нашего Солнца. Это первый раз, когда астрономы нашли холодного коричневого карлика, компаньона такой маломассивной звезды. До сих пор не было обнаружено ни одной звезды, вращающейся вокруг звезды с массой меньше половины нашего Солнца.

Коричневый карлик находится на расстоянии 4,5 а.е. от звезды, что в четыре с половиной раза дальше от звезды, чем Земля от нашего Солнца. По оценкам астрономов, коричневый карлик в 9–65 раз массивнее Юпитера.

Коричневые карлики - это ни планеты, ни звезды. Они в десятки раз массивнее, чем Юпитер, крупнейшая планета нашей солнечной системы, но слишком малы, чтобы иметь автономную энергию за счет синтеза водорода, как звезды.

Только около 30 таких же холодных коричневых карликов были обнаружены где-нибудь на небе, и только около 10 были обнаружены на орбите звезд.

& # 8220 Помимо того, что он находится очень близко к Земле и находится на орбите вокруг звезды с очень малой массой, этот объект является карликом & # 8216T & # 8216 & # 8211, очень холодным коричневым карликом с температурой около 750 градусов Цельсия (1382 градуса по Фаренгейту). ), - сказала Бет Биллер, аспирантка Университета Аризоны.

«Это также, вероятно, самый яркий из известных объектов с такой температурой, потому что он так близко», - сказал Биллер. & # 8220 И это - редкий пример коричневого карлика-компаньона в пределах 10 астрономических единиц от своей главной звезды & # 8221.

Биллер вместе с Маркусом Каспером из Европейской южной обсерватории (ESO) и Лэрдом Клоузом из Стюардской обсерватории UA & # 8217s возглавили команду, открывшую коричневого карлика, получившего обозначение SCR 1845-6357B.

«Что действительно интересно в этом, так это то, что мы обнаружили коричневый карлик около одной из 25 ближайших к Солнцу звездных систем», - сказал Клоуз. & # 8220 Большинство из этих близлежащих звезд были известны в течение десятилетий, и только недавно в наших окрестностях было обнаружено несколько новых объектов. & # 8221

Клоуз сказал: «Если вы думаете о галактике размером с Тусон, это похоже на то, как найти кого-то, живущего наверху вашего дома, о котором вы раньше не знали».

Клоуз помог разработать специальную камеру с адаптивной оптикой, NACO Simporary Differential Imager (SDI), которую команда использовала для изображения коричневого карлика. Камера используется на Очень большом телескопе ESO & # 8217s (VLT) в Чили. Другая камера SDI используется в 6,5-метровой обсерватории MMT на горе Хопкинс, штат Аризона.

«Это также ценный объект для научного сообщества, потому что расстояние до него хорошо известно», - сказал Маркус Каспер из ESO. По словам Каспера, это позволит астрономам точно измерить светимость коричневого карлика и, в конечном итоге, рассчитать его орбитальное движение. & # 8220 Эти свойства жизненно важны для понимания природы коричневых карликов. & # 8221

Открытие этого коричневого карлика предполагает, что в двойных системах может быть больше холодных коричневых карликов, чем отдельных коричневых карликов, свободно плавающих в окрестностях Солнца, сказал Клоуз. В «двоичной системе» коричневый карлик вращается вокруг звезды или другого коричневого карлика.

Клоуз отметил, что в настоящее время астрономы обнаружили пять холодных коричневых карликов в двойных системах, но только два одиночных изолированных холодных коричневых карлика в пределах 20 световых лет от Солнца. Он добавил, что они могут ожидать найти больше Т-карликов-компаньонов в некоторых недавно обнаруженных звездных системах в пределах 33 световых лет от нашей Солнечной системы.

По словам Клоуз, доказательства того, что количество Т-карликов в двойных системах превышает количество одиночных изолированных Т-карликов в окрестностях Солнца, имеют разветвление для теорий, которые предсказывают, что одиночные коричневые карлики будут формироваться чаще, чем двойные.

В синхронно-дифференциальном тепловизоре NACO (SDI) используется адаптивная оптика для устранения эффекта размытия атмосферы Земли и получения чрезвычайно четких изображений. Камера расширяет возможности VLT по обнаружению слабых спутников, которые в противном случае потерялись бы в ярком свете своих основных звезд.

Клоуз и Райнер Ленцен из Института астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия, разработали камеру SDI для поиска богатых метаном внесолнечных планет. Камера SDI разделяет свет от одного объекта на четыре идентичных изображения, а затем пропускает лучи через три немного разных метаночувствительных фильтра. Когда отфильтрованные световые лучи попадают на матрицу детекторов, астрономы вычитают изображения, поэтому яркая звезда исчезает, а ее гораздо более тусклый, богатый метаном спутник появляется в поле зрения.


Рекордсмен

Новый коричневый карлик также побил два других рекорда. Это самый холодный коричневый карлик из когда-либо виденных, его температура составляет всего 130–230 ° C. И эта самая тусклая кишка излучает только 0,000026 процента энергии нашего Солнца, и эта энергия исходит в инфракрасном, а не в видимом диапазоне длин волн. Потребовалось бы 3,8 миллиона этих коричневых карликов, чтобы сравняться с солнечной энергией. Он размером с Юпитер, но его масса в 5-30 раз больше.

Слабая природа объекта объясняет, почему его заметили только сейчас, несмотря на близость. Он был обнаружен после обследования лишь нескольких процентов неба, а это означает, что поблизости незамеченными скрываются еще многие коричневые карлики.


Самая маленькая звезда

Астрономы, возможно, определили самую маленькую из известных звезд. И не просто самая маленькая из известных звезд, но, возможно, и самая маленькая. возможный звезда. Если бы он был меньше, он бы больше не был звездой.

Рассматриваемая звезда называется 2MASS J05233822-1403022, но я для краткости назову ее J0523 (название происходит от ее открытия в 2-микронном обзоре всего неба (2MASS) вместе с ее координатами на небе). Что касается слабаков, то он едва ли не самый слабый: он светит всего на 1/8000 яркости Солнца, имеет температуру 1800 ° C (по сравнению с 5600 ° Солнца) и диаметр всего в 0,09 раза больше солнечного, то есть меньше чем Юпитер!

На самом деле она относительно близко на расстоянии около 40 световых лет, но настолько тусклая, что вам понадобится большой телескоп, чтобы вообще ее увидеть - самая тусклая звезда, которую вы можете увидеть невооруженным глазом, по-прежнему остается миллион раз ярче, чем J0523!

Итак, как мы узнаем, что это (возможно) самая маленькая звезда?

Что ж, мы должны определить, что мы подразумеваем под словом «звезда». Астрономы говорят, что звезда - это газообразный объект, достаточно массивный, чтобы превращать водород в гелий в своем ядре. Солнце делает это, так что это звезда. У Юпитера нет, значит, и нет.

Оказывается, чтобы осуществить этот синтез, нужно довольно сильно сжать водород. Планеты не обладают необходимой для этого мощностью, но если вы накапливаете достаточно материала, давление и температура в ядре повышаются, и вы в конечном итоге дойдете до точки, где возгорается синтез водорода.

Мы думаем, что предел массы примерно в 0,07–0,077 раза больше, чем у Солнца. Если у вас есть больше, вы плавитесь. Меньше, вы проиграете.

Но этот диапазон больше, чем нам хотелось бы. Было бы неплохо сузить круг вопросов. Итак, чтобы установить некоторые границы, группа астрономов, изучающих близлежащие звезды, решила искать звезды с очень низкой массой около предела термоядерного синтеза, а также объекты, явно ниже этого предела. Мы называем эти последние объекты коричневыми карликами.

В сравнении звезд с коричневыми карликами есть забавная особенность. Если вы возьмете звезду и добавите ей массу, она станет горячее и больше. Это потому, что скорость термоядерного синтеза в ядре очень чувствительна к его массе. Если вы добавите немного массы, скорость синтеза возрастет, поэтому температура повысится, и звезда немного расширится. (В конце концов, он в основном состоит из газа, и когда вы нагреваете газ, он расширяется.)

А вот коричневые карлики разные. Их ядра довольно сильно сжаты всей своей массой, но не настолько, чтобы начать термоядерный синтез. Материя находится в странном квантово-механическом состоянии, называемом вырождением, которое обладает явно странным свойством: если вы добавите массу коричневому карлику, он получит меньше.

Фото NASA / JPL-Caltech / UCB

Так что астрономы сделали очень умную вещь. Они нашли 63 объекта, близких к пределу массы термоядерного синтеза, и построили график зависимости их размера от температуры поверхности (которая сама зависит от массы, но ее легче и напрямую измерить). Когда вы переходите к более низким массам, звезды имеют более низкие температуры и меньшие радиусы, но как только вы перескакиваете в режим коричневого карлика, более низкая температура (и, следовательно, меньшая масса) дает вам больше радиус.

Астрономы изобразили свойства объектов, и, конечно же, когда температура упала, размер уменьшился, пока он не достиг минимума перед тем, как снова начать увеличиваться. Этот минимум должен быть там, где проходит граница между коричневым карликом и нормальной звездой… и они нашли старый добрый J0523, сидящий прямо там, прямо на звездной стороне от него.

Вот почему мы думаем, что J0523 - самая маленькая звезда. Кроме того, он наименее массивный и самый крутой. Если бы у него было меньше массы, это была бы вообще не звезда, а коричневый карлик.

Заметьте, это не значит, что этот лимит является жестким и быстрым. На это влияют другие факторы, в том числе возраст звезды, изобилие в ней «металлов» (астрономы называют все элементы тяжелее гелия «металлами», что немного сбивает с толку неастрономов, но H и He - безусловно, самые тяжелые из них. обилие элементов во Вселенной, в то время как все остальное по сути является загрязнением), и даже о том, как быстро вращается звезда.

Фактически, это наблюдение расходится с теоретическими моделями, которые предсказывают более низкую температуру для предела массы, ближе к 1400 ° Цельсия. Непонятно, почему есть несоответствие. Это может быть связано с факторами, о которых я упоминал выше, или может быть, что наблюдения страдают от какой-то неизвестной систематической ошибки (честно говоря, 63 звезды не так много, чтобы смотреть на статистику, но эти звезды настолько тусклые, что это сложно. чтобы получить большую объективную выборку, команда астрономов работает над увеличением размера выборки). Также возможно, что наше понимание физики ядер коричневых карликов тоже немного неверно. На границах всегда сложно.

Учитывая все это, будет справедливо сказать, что настоящая звезда по определению с меньшей массой, чем J0523 мог быть найденным. Вполне возможно. Но до тех пор J0523 удерживает рекорд последнего места.

В любом случае, вот над чем задуматься: как я упоминал выше, скорость, с которой происходит термоядерный синтез, зависит от массы звезды. J0523 имеет наименьшую возможную массу для термоядерного синтеза, поэтому он не торопится израсходовать водородное топливо. Учитывая это, он настолько скуп, что имеет продолжительность жизни намного, намного дольше, чем Солнце. Он мог буквально все еще весело (хотя и слабо) плавиться даже на триллион лет спустя!

Эти крошечные звезды трудно найти, труднее изучать, и они все еще сбивают с толку наших лучших ученых ... и даже если мы в конечном итоге их выясним, они все равно будут смеяться последними. Вдоль, длинный время в будущем.


От теории к фактам

Коричневые карлики были впервые постулированы Шивом Кумаром в 1960–2019 годах при изучении слияния материи внутри звезды. Он задавался вопросом, что бы произошло, если бы центр звезды был вырожденным (или в состоянии, когда электроны ограничены своими орбиталями), но в целом звезда не была бы достаточно массивной, чтобы сплавить находящийся там материал. Они были бы немного больше газового гиганта и по-прежнему излучали бы тепло, но на первый взгляд они были бы похожи на эти планеты. Фактически, из-за вырожденного вещества и ограниченного радиуса объекта, только определенное количество теплового тепла может быть получено до его расплющивания. Видите ли, звезды образуются, когда облако молекулярного газа коллапсирует под действием гравитационной потенциальной энергии до тех пор, пока плотность и тепло не станут достаточными для того, чтобы водород начал плавиться. Тем не менее, звезды должны получить более высокую плотность, чтобы инициировать слияние в первую очередь, поскольку, как только она получена, некоторая энергия теряется из-за частичного вырождения и сжатия (Emspak 25-6, Burgasser 70).

Диаграмма, показывающая границы образования коричневого карлика для звезды населения I.

Диаграмма, показывающая аналогичную информацию для звезд населения II.

Но это давление вырождения требует определенной массы, чтобы его преодолеть. Кумар определил, что 0,07 массы Солнца - это минимально возможная масса для водорода, чтобы иметь давление, достаточное для слияния звезд населения I, и 0,09 массы Солнца для звезд населения II. Все, что ниже, что позволяет электронам бороться с вырожденным давлением и избегать уплотнения. Кумар хотел назвать эти объекты черными карликами, но это название принадлежит остывшему белому карлику. Только в 1975 году Джилл Тартер придумала термин «коричневый карлик», используемый сегодня. Но потом все было тихо в течение 20 лет, и ни о чем не было известно. Затем, в 1995 году, был открыт Тейде 1, и ученые смогли начать находить все больше и больше. Причина большой задержки между идеей и наблюдением заключалась в том, что коричневые карлики с длиной волны излучают свет на расстоянии 1-5 микрометров, что близко к границам ИК-спектра. Технологии должны были догнать этот диапазон, и до тех первых наблюдений прошли годы. В настоящее время известно о существовании 1000 автомобилей (Emspak 25-6, Kumar 1122-4 Burgasser 70).


Throwback Thursday: Ближайшие невидимые огни

Как мы все еще, только сейчас, только открываем самые близкие к Земле звезды.

«В детстве я верил, что могу стать невидимым. Не уверен, что когда-нибудь смогу, но у меня определенно была способность остаться незамеченной ». -Теренс Стэмп

Когда мы смотрим на ночное небо из темного места здесь, на Земле, если Луна не светит, где-то около 6000 звезд (или, возможно, даже больше) будут приветствовать ваши глаза в ясную ночь.

Это лишь крошечная часть сотен миллиардов звезд, которые на самом деле составляют нашу галактику, что, если вдуматься, имеет смысл. Учитывая, насколько велика наша галактика и насколько огромны расстояния между звездами, имеет смысл, что только некоторые из них будут видны с нашего местоположения. И хотя это правда, вы, вероятно, думаете, что звезды, которые мы видим, довольно характерны для ближайший звезды нам. Но на самом деле история намного богаче.

Вас не удивит, что не все звезды созданы равными, но вас может просто удивить как неравны эти звезды по сравнению друг с другом.

Если вы возьмете такую ​​звезду, как Солнце, и переместите ее в десять раз дальше, она будет казаться ярче в одну сотую. Но если вы возьмете звезду, имеющую массу Солнца, и сравните ее со звездой, которая в десять раз массивнее Солнца, более массивная будет примерно пять тысяч раз ярче! Самые массивные звезды - более чем в 100 раз массивнее нашей - могут превосходить Солнце буквально в миллионы раз.

Другими словами, звезды, которые вы видите, представляют собой сочетание звезд, которые относительно близки к нам, но тем более звезды, которые по своей природе очень яркие. Фактически, из десяти ближайших к нам звездных систем только две видны невооруженным глазом!

Возьмем, к примеру, ближайшую к нам звезду: Проксима Центавра. Вы, наверное, слышали о системе Альфа Центавра, двойной паре звезд всего в 4,3 световых годах от нас. Но еще ближе находится Проксима Центавра, красный карлик, который составляет всего 12% массы Солнца и всего 0,0056% светится в видимом свете. На фотографии ниже показаны Альфа и Бета Центавра, 3-я и 9-я по яркости звездные системы в небе, а также Проксима Центавра, обведенные и отмеченные.

Это ближайшая к нам звезда, и ее даже не обнаружили до 1915 года, менее 100 лет назад. И как звезда главной последовательности, синтезирующая водород, она даже не Закрыть к самому тусклому объекту.

Это «стандартная» диаграмма Герцшпрунга-Рассела, показывающая огромное количество звезд, от маломассивных, холодных красных карликов класса M (среди них вы можете найти Проксиму Центавра) до сверхмассивных. , ярко-синие звезды O-класса.

Но на этой диаграмме отсекаются звезды с еще меньшей массой: на самом деле, слишком малой, чтобы соединить водород в гелий. Вместо этого они генерируют свой свет, сплавливая следовые количества дейтерия, с которым они родились, в несколько более тяжелые элементы, причем некоторые из них буквально триллионы в несколько раз менее яркой, чем Солнце, и в миллионы раз менее яркой, чем даже самые тусклые белые карлики.

Известны как коричневые карлики (хотя по цвету они слегка пурпурный невооруженным глазом), эти штуки могут быть настолько крутыми, что практически не излучают видимого света, и за ними нужно охотиться в инфракрасном диапазоне. Критическая температура, при которой объект должен быть достаточно горячим, чтобы спонтанно излучать видимый свет, находится где-то между 700 и 800 К, а это означает, что если коричневый карлик холоднее этого, он будет невидим для человеческого глаза независимо от мощности телескопа. .

Даже сегодня известно всего несколько тысяч (подтвержденных) коричневых карликов, самый холодный из которых, WISE 1828 + 2650, имеет такую ​​низкую температуру, что при стандартном атмосферном давлении он даже не может даже кипящая вода!

WISE - Wide-field Infrared Survey Explorer - это самый мощный инструмент, который мы когда-либо успешно разработали и применили для поиска этих объектов. Ниже показан график Неда Райта стандартного спектра коричневых карликов, а также чувствительность различных космических миссий. Как вы можете ясно видеть, до тех пор, пока не появится космический телескоп Джеймса Уэбба - а это произойдет не раньше 2018 года - WISE должен будет служить лучшим инструментом, который у нас есть для поиска этих неуловимых объектов.

И WISE только что действительно превзошла себя в этом отношении, и его главным достижением стало обнаружение пары коричневых карликов всего в 6,5 световых годах от нас, что сделало эту звездную систему третьей ближайшей (если считать коричневых карликов звездами) к нашему Солнцу. !

Правильно - еще раз для подчеркивания - мы только сейчас, в 2013 году, обнаружили третья по величине звездная система к нам. Ближе только система Альфа Центавра (включая Проксима) и звезда Барнарда.

Пара, известная как WISE 1049–5319, была впервые обнаружена WISE еще в 2010 году, но ее трудно было подтвердить, поскольку она находилась так близко к плоскости нашей галактики. Из-за того, насколько плотны звезды в галактической плоскости (где, кстати, и мы находимся), очень трудно обнаружить слабые источники на фоне звезд, которые потребовались три года анализа, чтобы подтвердить существование этой системы. Это может привести вас к следующему:

Если мы сможем иметь пару коричневых карликов всего в 6,5 световых годах от нас, сколько из них могло бы быть в нашей галактике?

Другими словами, мы уверены, что прямо здесь, на нашем заднем дворе, есть невидимые огни. Но сколько их могло быть?

Лучшее ограничение, которое у нас есть, исходит от гравитационного микролинзирования. То есть мы не напрямую понаблюдайте и посчитайте количество коричневых карликов, чтобы измерить их плотность. Я имею в виду, что да, но даже если бы мы таким образом провели исчерпывающий опрос, мы были бы уверены, что пропустим многие из них. Метод наблюдения и подсчета дает нам Нижний предел сколько их может быть, но не верхний предел и не очень хорошая оценка в целом.

Чтобы получить верхний предел, мы наблюдаем удаленный участок неба, и каждый раз, когда коричневый карлик (или другой невидимый объект) проходит между нами и источником света, он вызывает характерное увеличение и уменьшение яркости фонового источника света. повторное наблюдение.

Эти объекты обычно называются MACHO, или MAssive Compact Halos Objects. И они существуют! Но они существуют в очень небольшом количестве, по крайней мере, в процентах от общей массы нашей галактики.

Когда-то это был законный кандидат на темную материю, но благодаря многочисленным независимым группам охотников за МАЧО мы точно знаем, что их недостаточно для объяснения недостающей массы Вселенной.

Эта работа по микролинзированию позволила исключить возможность объяснения темной материи MACHO с массами от 0,00000001 массы Солнца (примерно масса Луны) до 100 масс Солнца. Фактически, это исключает черные дыры этих диапазонов масс, а также источник нашей темной материи.

Это не означает, что коричневые карлики не могут составлять значительную часть барионы (т.е. протоны, нейтроны и электроны) в нашей галактике теоретически может быть столько же массы, заключенной в этих коричневых карликах, сколько в все другие известные звезды вместе взятые, или их может быть всего несколько на тысячу кубических световых лет. Диапазон возможного буквально настолько неопределенен.

Космический телескоп Джеймса Уэбба будущего должен стать технологическим скачком, который позволит нам измерить, сколько коричневых карликов на самом деле присутствует здесь, в нашем районе. Как только он увидит участок галактического неба и начнет поиск этих слабых инфракрасных объектов, мы, наконец, точно узнаем, как выглядит наша локальная Вселенная!

Но разве это не удивительно? Спустя более 400 лет после изобретения телескопа мы до сих пор не знаем, сколько (и каких типов) звезд находится только на нашем заднем дворе в космосе. На нашем заднем дворе есть невидимые огни и более прохладные коричневые карлики меньшей массы, чем эти, которые в принципе могли бы быть даже ближе, чем даже Проксима Центавра! (Хотя нет так близко, как когда-то предполагаемая Немезида МУДРА позаботилась об этом!)

Мы все еще приходим к согласию со Вселенной вокруг нас, как в самом большом, так и в самом маленьком масштабе. Не спускайте глаз с неба и помните, что существует целая Вселенная, и даже с идеальным небом, наиболее для нас это невидимо!


Астрономы сообщили о трех самых быстро вращающихся коричневых карликах из когда-либо найденных

Астрономы обнаружили три коричневых карлика, которые вращаются быстрее, чем любые другие когда-либо наблюдаемые. Ученые обнаружили три самых быстро вращающихся коричневых карлика из когда-либо обнаруженных в новом исследовании, опубликованном в Astronomical Journal. Для открытия были использованы данные космического телескопа НАСА Спитцер.

В ходе исследования ученые впервые измерили скорость этих квазаров. Они также утверждали, что эти три быстрых ротатора могут приближаться к пределу скорости вращения для всех коричневых карликов, после которого они распадутся. Открытие самых быстро вращающихся коричневых карликов из когда-либо обнаруженных может указывать на космический предел скорости.

Все эти коричневые карлики примерно такого же размера, как Юпитер, но в 40–70 раз массивнее. Они вращаются каждые 1,08, 1,14 и 1,23 часа соответственно, в то время как следующие по скорости известные коричневые карлики вращаются каждые 1,4 часа, а Юпитер - каждые 10 часов. Судя по размеру, самый большой из трех коричневых карликов движется со скоростью более 100 км в секунду (60 миль в секунду).

В новом исследовании, опубликованном в Astronomical Journal, ученые сообщили о трех самых быстро вращающихся коричневых карликах из когда-либо найденных. Открытие было сделано с использованием данных космического телескопа НАСА "Спитцер".

Диаметр этих быстро вращающихся звезд такой же, как у Юпитера, но они в 40–70 раз массивнее. Каждый из них вращается один раз в час, в то время как следующие по скорости известные коричневые карлики вращаются каждые 1,4 часа, а Юпитер - каждые 10 часов.

Учитывая их размер, это означает, что самый большой из трех коричневых карликов движется со скоростью более 60 миль в секунду (100 километров в секунду) или примерно 220 000 миль в час (360 000 километров каждый час). Тот факт, что эти самые быстрые коричневые карлики имеют почти одинаковую скорость вращения друг друга, поразил ученых.

Поскольку три мира имеют разную температуру, новое исследование предполагает, что они приближаются к пределу скорости, при превышении которого коричневые карлики разваливаются на части, выбрасывая свое содержимое в космос из-за перегрузки центробежной силы. По данным НАСА, аналогичные естественные «тормозные механизмы» были обнаружены у других астрономических объектов, таких как звезды, чтобы предотвратить их слишком быстрое вращение и взрыв.

Это не может быть связано с тем, что коричневые карлики строятся вместе или находятся на схожей стадии своего развития, потому что они разные: один - теплый коричневый карлик, другой - холодный, а другой находится где-то посередине. Поскольку коричневые карлики улучшаются с возрастом, температурные контрасты показывают, что эти коричневые карлики имеют разный возраст.

Ученые определили трех самых быстро вращающихся коричневых карликов в истории

В звездах и планетах вращение объектов создает центростремительную силу, которая грозит сбить всадников с их мест. Удивительно, но у него есть способность разрывать вещь на части. Перед тем, как разделиться, он часто начинает выпирать вокруг своей средней части, поскольку деформируется под давлением. Это называется жертвоприношением. Судя по известным свойствам, коричневые карлики, вероятно, имеют схожие степени приношения.

«Похоже, мы обнаружили ограничение скорости вращения коричневых карликов», - сказала первый автор Меган Тэннок, доктор философии. кандидат физико-астрономического факультета Университета Западного Онтарио. «Несмотря на обширные поиски нашей и других групп, коричневых карликов с более быстрым вращением обнаружено не было. Фактически, более быстрое вращение может привести к тому, что коричневый карлик разорвется на части ".

“It would be pretty spectacular to find a brown dwarf rotating so fast that it is tossing its atmosphere out into space,” Megan Tannock, a Ph.D. candidate at Western University in London, Ontario, said. But we haven’t seen anything like it so far. That must imply that either something is slowing the brown dwarfs down before they reach that extreme, or that they are incapable of reaching that speed in the first place. Our paper’s findings support some kind of rotation rate limit, but we’re not sure why.”

“Brown dwarfs, like planets with atmospheres, can experience large weather storms that affect their visible brightness,” said co-author Dr. Stanimir Metchev, an astronomer at Western University’s Institute for Earth and Space Exploration. “The observed brightness variations show how frequently the same storms are seen as the object spins, revealing the spin period of the brown dwarf.”


WISE Nabs the Closest Brown Dwarfs Yet Discovered

We now know our stellar neighbors just a little better, and a new discovery may help tell us how common brown dwarfs are in our region of the galaxy. Early this week, researchers at Pennsylvania State University announced the discovery of a binary brown dwarf system. With a parallax measurement of just under 0.5”, this pair is only 6.5 light years distant making it the third closest system to our own and the closest example of the sub-stellar class of objects known as brown dwarfs yet discovered.

Named WISE J104915.57-531906, the system was identified by analysis of multi-epoch astrometry carried out by NASA’s Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). The discovery was made by associate professor of astronomy and astrophysics at Penn State’s Center for Exoplanets and Habitable Worlds Kevin Luhman. The system’s binary nature and follow up observations were confirmed by spectroscopic analysis carried out by the Gemini Observatory’s Multi-Object Spectrographs (GMOS).

Animation showing the motion of WISE 1049-5319 across the All-WISE, 2MASS & Sloan Digital Sky Surveys from 1978 to 2010. (Credit: NASA/STScI/JPL/IPAC/University of Massachusetts.)

This find is also the closest stellar system discovered to our own solar system since the discovery of Barnard’s star by astronomer E.E. Barnard in 1916. Incidentally, Barnard’s star was the center of many spurious and controversial claims of extrasolar planet discoveries in the mid-20 th century. Barnard’s star is 6 light years distant, and the closest star system to our own is Alpha Centauri measured to be 4.4 light years distant in 1839. In 1915, the Alpha Centauri system was determined to have a faint companion now known as Proxima Centauri at 4.2 light years distant. The Alpha Centauri system also made headlines last year with the discovery of the closest known exoplanet to Earth. WISE 1506+7027 is the closest brown dwarf to our solar system yet discovered. This also breaks the extended the All-WISE survey’s own previous record of the closest brown dwarf released in 2011, WISE 1506+7027 at 11.1 light years distant.

When looking for nearby stellar suspects, astronomers search for stars displaying a high proper motion across the sky. The very first parallax measurement of 11 light years distant was obtained by Friedrich Bessel for the star 61 Cygni in 1838. 61 Cygni was known as “Piazzi’s Flying Star” for its high 4.2” proper motion across the sky. To giving you an idea of just how tiny an arc second is, a Full Moon is about 1800” in diameter. With a proper motion of just under 3” per year, it would take WISE 1049-5319 over 600 years to cross the same apparent distance in the sky as viewed from the Earth!

An artist’s conception of looking back at Sol from the binary brown dwarf system WISE 1049-5319, 6.5 light years distant. (Credit: Janella Williams, Penn State University).

“Based on how this star system was moving in images from the WISE survey, I was able to extrapolate back in time to predict where it should have been located in older surveys,” stated Luhman. And sure enough, the brown dwarf was there in the Deep Near-Infrared Survey of the Southern Sky (DENIS), the Two Micron All-Sky Survey (2MASS) and the Sloan Digitized Sky Survey (SDSS) spanning a period from 1978 to 1999. Interestingly, Luhman also points out in the original paper that the pair’s close proximity to the star rich region of galactic plane in the constellation Vela deep in the southern hemisphere sky is most likely the reason why they were missed in previous surveys.

The discovery of the binary nature of the pair was also “an unexpected bonus,” Luhman said. “The sharp images from Gemini also revealed that the object actually was not just one, but a pair of brown dwarfs orbiting each other.” This find of a second brown dwarf companion will go a long way towards pinning down the mass of the objects. With an apparent separation of 1.5”, the physical separation of the pair is 3 astronomical units (1 AU= the Earth-Sun distance) in a 25 year orbit.

Size comparison of stellar vs substellar objects. (Credit: NASA/JPL-Caltech/UCB).

Brown dwarfs are sub-stellar objects with masses too low (below

75 Jupiter masses) to sustain the traditional fusion of hydrogen into helium via the full proton-proton chain process. Instead, objects over 13 Jupiter masses begin the first portion of the process by generating heat via deuterium fusion. Brown dwarfs are thus only visible in the infrared, and run a spectral class of M (hottest), L, T, and Y (coolest). Interestingly, WISE 1049-5319 is suspected to be on the transition line between an L and T-class brown dwarf. To date, over 600 L-type brown dwarfs have been identified, primarily by the aforementioned SDSS, 2MASS & DENIS infrared surveys.

General location of WISE 1049-5319 in the constellation Vela. Note its proximity to the galactic plane. (Created by the author using Starry Night).

This discovery and others like it may go a long ways towards telling us how common brown dwarfs are in our region of the galaxy. Faint and hard to detect, we’re just now getting a sampling thanks to surveys such as WISE and 2MASS. The James Webb Space Telescope will do work in the infrared as well, possibly extending these results. Interestingly, Luhman notes in an interview with Universe Today that the potential still exists for the discovery of a brown dwarf closer to our solar system than Alpha Centauri. “No published study of the data from WISE or any other survey has ruled out this possibility… WISE is much more capable of doing this than any previous survey, but the necessary analysis would be fairly complex and time consuming. It’s easier to find something than to rule out its existence.” Said Luhman. Note that we’re talking a nearby brown dwarf that isn’t gravitationally bound to the Sun… this discussion is separate from such hypothetical solar companions as Nemesis and Tyche…and Nibiru conspiracy theorists need not apply!

The WISE 1049-5319 system is also a prime target in the search for nearby extra-solar planets. “Because brown dwarfs have very low masses, they exhibit larger reflex motions due to orbiting planets than more massive stars, and those larger reflex motions will be easier to detect.” Luhman told Universe Today. Said radial surveys for exoplanets would also be carried out in the IR band, and brown dwarfs also have the added bonus of not swamping out unseen planetary companions in the visible spectrum.

Congrats to Mr. Luhman and the Center for Exoplanets and Habitable Worlds on the discovery. You just never know what’s lying around in your own stellar backyard!


Mini Solar System Around a Brown Dwarf

Moons circle planets, and planets circle stars. Now, astronomers have learned that planets may also circle celestial bodies almost as small as planets.

NASA’s Spitzer Space Telescope has spotted a dusty disk of planet-building material around an extraordinarily low-mass brown dwarf, or “failed star.” The brown dwarf, called OTS 44, is only 15 times the mass of Jupiter. Previously, the smallest brown dwarf known to host a planet-forming disk was 25 to 30 times more massive than Jupiter.

The finding will ultimately help astronomers better understand how and where planets — including rocky ones resembling our own — form.

“There may be a host of miniature solar systems out there, in which planets orbit brown dwarfs,” said Dr. Kevin Luhman, lead author of the new study from the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass. “This leads to all sorts of new questions, like ‘Could life exist on such planets?’ or ‘What do you call a planet circling a planet-sized body? A moon or a planet?'”

Brown dwarfs are something of misfits in the astronomy world. These cool orbs of gas have been called both failed stars and super planets. Like planets, they lack the mass to ignite and produce starlight. Like stars, they are often found alone in space, with no parent body to orbit.

“In this case, we are seeing the ingredients for planets around a brown dwarf near the dividing line between planets and stars. This raises the tantalizing possibility of planet formation around objects that themselves have planetary masses,” said Dr. Giovanni Fazio, an astronomer at the Harvard Smithsonian Center for Astrophysics and a co-author of the new study.

The results were presented today at the Planet Formation and Detection meeting at the Aspen Center for Physics, Aspen, Colo., and will be published in the Feb. 10th issue of The Astrophysical Journal Letters.

Planet-forming, or protoplanetary, disks are the precursors to planets. Astronomers speculate that the disk circling OTS 44 has enough mass to make a small gas giant planet and a few Earth-sized, rocky ones. This begs the question: Could a habitable planet like Earth sustain life around a brown dwarf?

“If life did exist in this system, it would have to constantly adjust to the dwindling temperatures of a brown dwarf,” said Luhman. “For liquid water to be present, the planet would have to be much closer to the brown dwarf than Earth is to our Sun.”

“It’s exciting to speculate about the possibilities for life in such as system, of course at this point we are only beginning to understand the unusual circumstances under which planets arise,” he added.

Brown dwarfs are rare and difficult to study due to their dim light. Though astronomers recently reported what may be the first-ever image of a planet around a brown dwarf called 2M1207, not much is understood about the planet-formation process around these odd balls of gas. Less is understood about low-mass brown dwarfs, of which only a handful are known.

OTS 44 was first discovered about six months ago by Luhman and his colleagues using the Gemini Observatory in Chile. The object is located 500 light-years away in the Chamaeleon constellation. Later, the team used Spitzer’s highly sensitive infrared eyes to see the dim glow of OTS 44’s dusty disk. These observations took only 20 seconds. Longer searches with Spitzer could reveal disks around brown dwarfs below 10 Jupiter masses.

Other authors of this study include Dr. Paola D’Alessia of the Universidad Nacional Autonoma de Mexico and Drs. Nuria Calvet, Lori Allen, Lee Hartmann, Thomas Megeath and Philip Myers of the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.