Впервые измерена масса коричневого карлика
21-03-2006 13:34 • Элементы.ру
12 лет тщательных наблюдений за двойной системой в туманности Ориона впервые позволили астрономам выполнить прямые измерения массы коричневых карликов.
Коричневыми карликами называют объекты, занимающие промежуточное положение между планетами и звездами. Как и обычные звезды, коричневые карлики образуются из сжимающихся под действием самогравитации межзвездных газопылевых облаков. При сжатии вещество разогревается и начинает светиться преимущественно в инфракрасном диапазоне. Однако в отличие от полноценных звезд, коричневым карликам не хватает массы, чтобы в их недрах сложились условия для протекания термоядерных реакций. Поэтому единственным источником энергии в течение всей жизни коричневого карлика остается медленное гравитационное сжатие.
Принято считать, что массы коричневых карликов лежат в диапазоне от 13 до 75 масс Юпитера или от 1,3 до 7,2% массы Солнца. Эти условные границы установлены из теоретических соображений. Численные модели внутреннего строения звезд показывают, что при массе менее 7% солнечной в сжимающемся газовом шаре не достигаются значения температуры и плотности, необходимые для запуска термоядерных реакций. Этим определяется верхняя граница масс коричневых карликов. Нижняя граница более условна. По-видимому, объекты с массой 1% массы Солнца и меньше не могут образоваться самостоятельно при коллапсе межзвездных газопылевых облаков. Такие маленькие объекты формируются только в протопланетных дисках, обращающихся вокруг более массивных звезд. А это приводит к заметным отличиям от звезд в химическом составе и строении, что характерно для планет.
Однако все это — пусть и довольно уверенные, но все же чисто теоретические выводы. До последнего времени в распоряжении астрономов не было ни одного достоверного определения массы коричневого карлика. В астрономии масса — самый важный параметр для любого объекта, однако надежно измерить ее часто оказывается очень трудно, поскольку свойства испускаемого объектом излучения не связаны напрямую с его массой.
Непосредственно масса проявляется только в гравитационном притяжении, действующем на окружающие объекты. Поэтому для определения массы необходимо, чтобы интересующий нас объект входил в состав двойной системы. Обращаясь вокруг общего центра масс, объекты будут то приближаться к наблюдателю, то удаляться от него. Это позволяет по эффекту Доплера определить период обращения и соотношение масс компонентов системы.
Однако для получения абсолютных значений массы объектов этого недостаточно. Нужно еще точно знать, под каким углом к лучу зрения наклонена плоскость орбиты двойной системы. В большинстве случаев определить этот угол невозможно, но есть одно ценное исключение. Если орбита повернута к нам почти в точности ребром, то время от времени мы будем наблюдать в двойной системе затмения, при которых одна звезда заслоняет другую и общий видимый блеск системы на некоторое время уменьшается. Про такую подмигивающую затменно-переменную двойную систему с хорошей точностью можно утверждать, что плоскость ее орбиты сориентирована по лучу зрения.
12 лет назад группе американских астрономов из университета Вандербилта и Института космического телескопа (STScI) посчастливилось найти в Туманности Ориона — одной из ближайших к нам зон активного звездообразования, удаленной примерно на 500 парсек — пару коричневых карликов, образующих как раз такую затменно-переменную систему. С тех пор в Национальной обсерватории Китт-Пик (Kitt Peak National Observatory), Американской военно-морской обсерватории (U.S. Naval Observatory), а также в обсерваториях Сьерра Тололо (Cerro Tololo Inter-American Observatory) и Джемини Юг (Gemini South) в Чили за этой системой велось регулярное наблюдение.
Всего было выполнено 1600 наблюдений в течение 300 ночей, сообщается в пресс-релизе университета Висконсин-Мэдиссон, где работает один из авторов исследования. Это позволило с высокой точностью определить параметры орбит в двойной системе, а уже по ним — массы двух компонентов системы. Они составили 5,4 и 3,4% от массы Солнца (57 и 36 масс Юпитера). По кривым блеска во время затмений удалось также определить линейные размеры коричневых карликов. Радиус более массивного объекта оказался в 6 раз больше радиуса Юпитера, а второго — в 4,6 раза больше. Это составляет соответственно 67 и 51% от радиуса Солнца. Таким образом, несмотря на малую массу коричневые карлики все же больше похожи на звезды, чем на планеты.
Прямое измерение масс и размеров коричневых карликов имеет большое значения для построения их теоретических моделей. Но еще важнее то, что теперь появляется возможность уточнить физические параметры других коричневых карликов, связав характеристики их наблюдаемого излучения с массами и размерами объектов.
Правда, последняя задача осложняется одним совершенно неожиданным результатом нового исследования. Оказалось, что у менее массивного коричневого карлика поверхность горячее, чем у более массивного. Такого не предсказывает ни одна из теоретических моделей. Для звезд (главной последовательности) тоже соблюдается правило: чем массивнее, тем горячее. Неясно, почему оно нарушается в случае коричневых карликов. Теоретики пока не хотят признавать, что это проявление какой-то неизвестной закономерности и склонны искать объяснение в особенностях данной конкретной пары коричневых карликов.
Еще новости сходной тематики:
• 08-12-2009 18:44 | В астрофизике грянул новый кризис
• 01-08-2009 20:21 | На Канарах начал работу крупнейший в мире телескоп
• 25-10-2008 20:30 | Астрономы слушают звезды
• 19-10-2008 21:17 | Mars Express уточнил массу и плотность Фобоса
• 28-08-2008 22:55 | Учёные определили минимальную массу галактик
• 27-08-2008 20:56 | Получен портрет β Лиры
• 22-07-2008 23:47 | Полярная звезда неожиданно изменила характер своих колебаний
• 22-07-2008 23:41 | Сверхмассивные чёрные дыры можно взвешивать по-новому
• 17-07-2008 16:30 | Одна из ярчайших звёзд Галактики скрывается в её центре
• 18-06-2008 21:48 | Астрономы создали карту, которая позволяет путешествовать по времени вспять
Дополнительно статьи сходной тематики:
• 300 вопросов по астрономии
• Сколько звезд на небе?
• Созвездие Малая Медведица (UMi)
• Величайшее противостояние Марса
• Созвездие Кентавр (Cen)
• Ударная волна сверхновой 1987A
• Созвездие Возничий (Aur)
• Извержение на Солнце
• Самые красные звезды
• Созвездие Северная Корона (CrB)
+ Все новости от “Элементы.ру”
+ Все новости за 21 марта 2006 года
+ Все новости за 12 неделю 2006 года
+ Все новости за март 2006 года
+ Все новости за 2006 год
+ Все новости сходной тематики
Ключевые слова: звезда, масса, коричневый карлик, измерение, обсерватория
