Objevte volně plovoucí dvojitou planetu?

Umělec dojem nízkohmotného binárního systému. Nově objevený systém může být tak nízký, že obsahuje spíše planety než hvězdy!
Observatoř Gemini / ilustrace Jon Lomberga

Objekt, který byl dříve identifikován jako volně se pohybující velký analog Jupiteru, se vynoří jako dva objekty každý s hmotností několika Jupiterů. Tento systém je binárně nejnižší hmotností, kterou jsme kdy objevili.

Sledování věku

2MASS J11193254 1137466 je považován za člena sdružení TW Hydrae Association, skupiny zhruba dvou tuctů mladých hvězd, které se pohybují společně v sousedství slunce.
University of Western Ontario / Carnegie Institution of Washington DTM / David Rodriguez

Hnědí trpaslíci představují spodní konec spektra hvězdné hmoty, s hmotami příliš nízkými na to, aby roztavili vodík (obvykle pod ~ 75-80 hmotností Jupiteru). Pozorování těchto objektů nám poskytuje jedinečnou příležitost dozvědět se o hvězdném vývoji a atmosférických modelech, ale abychom správně porozuměli těmto pozorováním, musíme určit masy a věky trpaslíků.

To je však překvapivě obtížné. Hnědí trpaslíci se s věkem chladí nepřetržitě, což vytváří pozorovací degeneraci: trpaslíci různých hmot a věků mohou mít stejnou svítivost, takže je obtížné odvodit jejich fyzikální vlastnosti z pozorování.

Tento problém můžeme vyřešit nezávislým měřením hmot trpaslíků. Jedním z přístupů je nalezení hnědých trpaslíků, kteří jsou členy blízkých hvězdných asociací zvaných „skupinové skupiny“. Hvězdy ve sdružení mají stejný přibližný věk, takže věk hnědého trpaslíka lze odhadnout na základě snáze identifikovatelného věku ostatních hvězd ve skupině.

Neobvyklé binární

Nedávno tým vědců vedený Williamem Bestem (Institut pro astronomii, Havajská univerzita) sledoval takový objekt: extrémně červený, trpaslík L7 s nízkou gravitací 2MASS J11193254–1137466, možná člen sdružení TW Hydrae Association. S pomocí výkonné adaptivní optiky na dalekohledu Keck II na Havaji však tým zjistil, že tento objekt podobný Jupiteru něco skrývá: ve skutečnosti se jedná o dva objekty se stejným tokem obíhající navzájem.

Keckové obrázky 2MASS J11193254–1137466 odhalují, že tento objekt je ve skutečnosti binární systém. Podobný obrázek jiného trpaslíka, WISEA J1147-2040, je zobrazen v levém dolním rohu pro kontrast: tento u tohoto rozlišení nevykazuje známky binárnosti.
Nejlepší et al. 2017

Chcete-li se dozvědět více o této neobvyklé binární, Best a spolupracovníci začali pomocí pozorovaných vlastností, jako je poloha oblohy, správný pohyb a radiální rychlost, k odhadu pravděpodobnosti, že 2MASS J11193254–1137466AB je ve skutečnosti členem TW Hydrae Association of stars. Zjistili zhruba 80% šanci, že patří do této skupiny.

Za tohoto předpokladu pak autoři použili vzdálenost ke skupině - kolem 160 světelných let - k odhadu, že binární separace je ~ 3, 9 AU. Předpokládané členství ve sdružení TW Hydrae také poskytuje binární věk: zhruba 10 milionů let. To umožnilo Bestovi a spolupracovníkům odhadnout hmotnosti a efektivní teploty složek z jasových a evolučních modelů.

Objekty planetární hmoty

Pozice 2MASS J11193254–1137466A a B na barevně velkém diagramu pro ultracoolské trpaslíky. Binární komponenty leží mezi nejslabšími a nejčervenějšími trpaslíky planetární hmoty.
Nejlepší et al. 2017

Tým zjistil, že každá složka je pouhá ~ 3, 7 Jupiterské masy, která je umísťuje do nejasné oblasti mezi planetami a hvězdami. Zatímco Mezinárodní astronomická unie považuje objekty pod minimální hmotou, které fúzují deuterium (kolem 13 hmot Jupiteru), za planety, jiné definice se liší v závislosti na faktorech, jako je složení, teplota a formace. Autoři popisují binární jako skládající se ze dvou objektů planetární hmoty.

Bez ohledu na jeho definici se 2MASS J11193254–1137466AB kvalifikuje jako dosud zjištěný binární modul s nejnižší hmotností. Jednotlivé hmotnosti složek je také řadí mezi nejnižší známé volně plovoucí hnědé trpaslíky. Tento systém bude proto v budoucnu rozhodujícím měřítkem pro testy evolučních a atmosférických modelů hvězd s nízkou hmotností.

Citace

William MJ Best a kol. 2017 ApJL 843 L4. doi: 10, 3847 / 2041-8213 / aa76df

Související články v časopise

  • Havajský infračervený paralaxy program. ii. mladí trpaslíci s ultrakolupou * ** doi: 10, 3847 / 1538-4357 / 833/1/96
  • Planety kolem nízkohmotných hvězd (dlaně). vi. objev pozoruhodně červeného planetárního hmotného společníka kandidáta na pohybující se skupinu abmass 2mass j22362452 + 4751425 * doi: 10, 3847 / 1538-3881 / 153/1/18
  • Objev binárního trpaslíka s velmi nerovnoměrnou hmotností s adaptivní optikou keckového laserového průvodce hvězdou: test koevality subelárních teoretických modelů a efektivních teplot * doi: 10.1088 / 0004-637X / 722/1/311
  • Wisea j114724.10-204021.3: volně plovoucí planetární hmotný člen asociace tw hya doi: 10, 3847 / 2041-8205 / 822/1 / L1
  • Planety kolem nízkohmotných hvězd. iii. mladý zaprášený společník trpaslíků na hranici hoření deuteria *, ** doi: 10, 1088 / 0004-637X / 774/1/55
  • Hledání trpaslíků s přechodem l / t s pan-starrs1 a moudrými . ii. Přechodové atmosféry l / t a mladé objevy doi: 10.1088 / 0004-637X / 814/2/118

Tento příspěvek se původně objevil na AAS Nova, kde jsou uvedeny nejdůležitější poznatky z časopisů americké astronomické společnosti.