Kredit gambar: ESO
Menggunakan ESO's Very Large Telescope di Paranal dan seperangkat teleskop berbasis darat dan luar angkasa dalam studi selama empat tahun, sebuah tim astronom internasional mengukur untuk pertama kalinya massa bintang yang sangat dingin dan kerdilnya yang juga pendampingnya. . Kedua bintang membentuk sistem biner dan mengorbit satu sama lain dalam waktu sekitar 10 tahun.
Tim memperoleh gambar inframerah-dekat beresolusi tinggi; di tanah, mereka mengalahkan efek kabur dari atmosfer terestrial melalui teknik optik adaptif. Dengan menentukan dengan tepat orbit yang diproyeksikan di langit, para astronom dapat mengukur massa total bintang-bintang. Data tambahan dan perbandingan dengan model bintang kemudian menghasilkan massa masing-masing komponen.
Yang lebih berat dari dua bintang memiliki massa sekitar 8,5% dari massa Matahari dan pendamping katai coklatnya bahkan lebih ringan, hanya 6% dari massa matahari. Kedua benda tersebut relatif muda dengan usia sekitar 500-1.000 juta tahun.
Pengamatan ini merupakan langkah yang menentukan menuju kalibrasi yang masih hilang dari model evolusi bintang untuk bintang bermassa sangat rendah.
Bintang nomor telepon
Meskipun para astronom telah menemukan beberapa ratus bintang bermassa sangat kecil dan katai coklat, sifat-sifat dasar benda-benda ekstrem ini, seperti massa dan suhu permukaan, masih belum diketahui. Di dalam kebun binatang kosmik, bintang-bintang yang sangat dingin ini mewakili kelas objek "antara" di antara planet-planet raksasa - seperti Jupiter - dan bintang "normal" kurang masif dari Matahari kita, dan untuk memahaminya dengan baik sangat penting untuk bidang astrofisika bintang .
Masalah dengan bintang-bintang yang sangat dingin ini adalah bahwa bertentangan dengan bintang-bintang normal yang membakar hidrogen di inti pusatnya, tidak ada hubungan unik antara luminositas bintang dan massanya. Memang, luminositas dan suhu permukaan bintang katai ultra-dingin tergantung baik pada usia dan massa mereka. Dengan demikian, kurcaci ultra-dingin yang lebih besar dan agak masif dapat memiliki suhu yang persis sama dengan yang lebih muda, lebih kecil.
Karena itu, tujuan dasar astrofisika modern adalah memperoleh secara mandiri massa bintang katai ultra-dingin. Ini pada prinsipnya dimungkinkan dengan mempelajari objek-objek yang merupakan anggota dalam sistem biner.
Inilah tepatnya yang dilakukan oleh tim astronom internasional dalam studi empat tahun panjang tentang sistem bintang biner dengan bintang kerdil yang sangat dingin, menggunakan sejumlah besar fasilitas teleskopik top, termasuk teleskop ESO yang Sangat Besar, serta Keck Saya dan Gemini Utara di Hawaii dan juga Teleskop Luar Angkasa Hubble. Sistem ini - dengan nama nomor telepon 2MASSW J0746425 + 2000321 - terletak pada jarak 40 tahun cahaya.
Para astronom menggunakan pencitraan dengan resolusi sudut tinggi untuk melihat kedua bintang dalam sistem biner dan untuk mengukur gerakan mereka selama periode empat tahun. Namun, ini lebih mudah dikatakan daripada dilakukan, karena pemisahan di langit antara dua bintang cukup kecil: antara 0,13 dan 0,22 arcsec. Ini sesuai dengan ukuran koin 1-Euro, terlihat pada jarak sekitar 25 km.
Pemisahan ini sangat kecil sehingga biasanya tidak mungkin untuk membedakan kedua bintang karena efek kabur dari turbulensi atmosfer ("melihat"). Oleh karena itu perlu menggunakan teknik optik adaptif. Metode yang luar biasa ini didasarkan pada pengukuran kualitas gambar secara real-time dan mengirimkan sinyal korektif yang sesuai hingga 100 kali setiap detik ke cermin kecil yang dapat dideformasi, yang terletak di depan detektor. Saat cermin terus-menerus mengubah bentuknya, efek turbulensi yang mengganggu dinetralkan. Diterapkan di VLT, teknik ini telah menghasilkan gambar yang setidaknya sepuluh kali lebih tajam daripada "melihat" dan yang karenanya menunjukkan lebih banyak detail pada objek yang diamati.
Di Very Large Telescope, para astronom menggunakan instrumen optik adaptif canggih NACO. Kata Herv? Bouy, penulis utama makalah yang mempresentasikan hasil yang dijelaskan di sini: "NACO menawarkan kemungkinan untuk bekerja dalam inframerah dan karenanya cocok untuk studi bintang ultra-dingin, yang memancarkan sebagian besar cahaya mereka dalam rentang panjang gelombang ini. Dengan kombinasi efisiensi tinggi NACO dan VLT, dan kondisi atmosfer yang sangat baik yang berlaku di Paranal, kami dapat mencapai gambar yang sangat tajam dari sistem bintang biner ini, hampir sama baiknya dengan jika teleskop berada di ruang angkasa. ”
Sangat dingin dan diet
Selama studi empat tahun mereka, tujuh posisi relatif berbeda dari dua komponen sistem biner diukur dan Herv? Bouy dan rekan kerjanya dapat menentukan dengan sangat baik orbit bintang. Mereka menemukan bahwa kedua bintang berputar satu sama lain setiap 10 tahun sekali dan bahwa pemisahan fisik mereka hanya 2,5 kali jarak Bumi ke Matahari - seperti yang dikatakan para astronom, 2,5 Unit Astronomi. Menggunakan hukum Kepler, maka mudah untuk mendapatkan total massa sistem. Nilai yang diperoleh kurang dari 15% dari massa Matahari.
Para astronom kemudian menggunakan data fotometrik dari masing-masing bintang yang diperoleh di beberapa wavebands, serta spektra yang diperoleh dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble untuk mempelajari dua objek secara lebih rinci. Menggunakan model bintang terbaru dari kelompok Ecole Normale Sup? Rieure de Lyon, mereka menemukan bahwa kedua bintang memiliki suhu permukaan yang kira-kira sama, sekitar 1500 C C (1800 K). Untuk bintang, ini memang sangat dingin - sebagai perbandingan, suhu permukaan Matahari lebih dari tiga kali lebih tinggi.
Menggunakan model teoretis, tim juga menemukan bahwa kedua bintang itu agak muda (dalam istilah astrofisika) - usianya hanya antara 500 dan 1.000 juta tahun saja. Yang lebih masif dari keduanya memiliki massa antara 7,5 dan 9,5% massa Matahari, sementara rekannya memiliki massa antara 5 dan 7% dari massa matahari.
Benda-benda dengan berat kurang dari 7% dari Matahari kita telah dengan berbagai cara disebut "Brown Dwarf", "Failed Stars" atau "Super Planet". Memang, karena mereka tidak memiliki pembangkit energi berkelanjutan oleh reaksi nuklir termal di interior mereka, banyak dari sifat mereka lebih mirip dengan planet-planet gas raksasa di tata surya kita seperti Jupiter, daripada bintang seperti Matahari.
Sistem 2MASSW J0746425 + 2000321 dengan demikian tampaknya terbuat dari katai coklat yang mengorbit bintang katai ultra-dingin yang sedikit lebih masif. Ini adalah "batu Rosetta" sejati dalam bidang baru astrofisika bintang bermassa rendah dan studi lebih lanjut pasti akan memberikan informasi lebih berharga tentang objek-objek ini di zona transisi antara bintang dan planet.
Sumber Asli: Siaran Berita ESO
