Kredit gambar: Gemini
Berkat sistem optik adaptif dari observatorium Gemini, para astronom telah dapat menemukan kerdil coklat yang mengorbit bintang hanya tiga kali jarak Bumi ke Matahari. Pasangan yang baru ditemukan ini, LHS 2397a, terletak hanya 46 tahun cahaya dari Bumi dan merupakan pemisahan terdekat dari bintang biner yang pernah terungkap. Teleskop Gemini yang berbasis di Hawaii sangat kuat karena menggunakan cermin yang fleksibel yang menangkal kekaburan yang disebabkan oleh atmosfer Bumi.
Para astronom yang menggunakan teknologi optik adaptif pada Gemini North Telescope telah mengamati kerdil coklat yang mengorbit bintang bermassa rendah pada jarak yang sebanding dengan hanya tiga kali jarak antara Bumi dan Matahari. Ini adalah jarak pemisahan terdekat yang pernah ditemukan untuk jenis sistem biner ini menggunakan pencitraan langsung.
Temuan pemecahan rekor hanyalah salah satu dari selusin sistem biner ringan yang diamati dalam penelitian ini. Bersama-sama, mereka memberikan perspektif baru tentang pembentukan sistem bintang dan bagaimana tubuh yang lebih kecil di Semesta (termasuk planet besar) dapat terbentuk.
"Dengan menggunakan kemampuan pencitraan canggih Gemini, kami dapat dengan jelas menyelesaikan pasangan biner ini di mana jarak antara katai coklat dan bintang induknya hanya sekitar dua kali jarak Mars dari Matahari," kata anggota tim Melanie Freed, seorang mahasiswa pascasarjana. di Universitas Arizona di Tucson. Dengan perkiraan massa 38-70 kali massa Jupiter, katai coklat yang baru diidentifikasi terletak hanya tiga kali jarak Matahari-Bumi (atau 3,0 Unit Astronomi) dari bintang induknya. Bintang itu, yang dikenal sebagai LHS 2397a, hanya berjarak 46 tahun cahaya dari Bumi. Gerakan benda ini di langit menunjukkan bahwa ia adalah bintang tua yang sangat rendah massa.
Rekaman pencitraan sebelumnya untuk jarak terdekat antara katai coklat dan induknya (bintang yang jauh lebih terang, seperti Matahari) hampir lima kali lebih besar pada 14 AU. Satu Unit Astronomi (AU) sama dengan jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari atau sekitar 150 juta kilometer (93 juta mil).
Sering digambarkan sebagai "bintang gagal," katai coklat lebih besar dari planet raksasa seperti Jupiter, tetapi massa individu mereka kurang dari 8% dari massa Matahari (75 massa Jupiter), sehingga mereka tidak cukup besar untuk bersinar seperti bintang. Katai coklat paling baik dilihat dalam inframerah karena panas permukaan dilepaskan saat mereka perlahan berkontraksi. Deteksi sahabat kerdil coklat dalam 3 AU bintang lain adalah langkah penting menuju pencitraan planet besar di sekitar bintang lain.
Tim Universitas Arizona yang dipimpin oleh Dr. Laird Close menggunakan Gemini North Telescope untuk mendeteksi sebelas sahabat bermassa rendah lainnya, menunjukkan bahwa pasangan biner bermassa rendah ini mungkin sangat umum. Penemuan begitu banyak pasangan bermassa rendah adalah kejutan, mengingat argumen bahwa sebagian besar bintang bermassa sangat rendah dan kurcaci coklat dianggap sebagai benda solo yang berkeliaran melalui ruang sendirian setelah dikeluarkan dari pembibitan bintang mereka selama proses pembentukan bintang.
"Kami telah menyelesaikan survei adaptif berbasis optik pertama dari bintang-bintang dengan sekitar 1/10 massa Matahari, dan kami menemukan alam tidak mendiskriminasi bintang bermassa rendah ketika harus membuat pasangan biner yang ketat," kata Close, seorang asisten profesor astronomi di Universitas Arizona. Close adalah penulis utama pada makalah yang dipresentasikan hari ini di Simposium Serikat Astronomi Internasional Brown Dwarf di Kona, Hawaii, dan ia adalah peneliti utama survei bintang bermassa rendah.
Tim melihat 64 bintang bermassa rendah (awalnya diidentifikasi oleh John Gizis dari University of Delaware) yang tampak sebagai bintang solo dalam gambar dengan resolusi lebih rendah dari survei inframerah 2MASS all-sky infrared. Setelah tim menggunakan optik adaptif pada Gemini untuk membuat gambar yang sepuluh kali lebih tajam, dua belas bintang ini terungkap memiliki teman dekat. Yang mengejutkan, tim Close menemukan bahwa jarak pemisahan antara bintang bermassa rendah dan teman-teman mereka jauh lebih sedikit dari yang diharapkan.
"Kami menemukan sahabat bintang bermassa rendah biasanya hanya 4 AU dari bintang utama mereka, ini secara mengejutkan berdekatan," kata anggota tim Nick Siegler, seorang mahasiswa pascasarjana University of Arizona. "Binari yang lebih besar memiliki pemisahan tipikal yang mendekati 30 AU, dan banyak binari yang lebih luas dari ini." Pengamatan Gemini baru, kata Close, "menyiratkan kuat bahwa bintang bermassa rendah tidak memiliki sahabat yang jauh dari pendahuluan mereka." Hasil serupa telah ditemukan sebelumnya oleh tim yang dipimpin oleh Dr. Eduardo L. Martin dari University of Hawaii Institute for Astronomy dalam survei terhadap 34 bintang bermassa sangat rendah dan kurcaci coklat di cluster Pleiades yang dilakukan dengan Hubble Space Telescope. Kedua survei ini bersama-sama dengan jelas menunjukkan bahwa ada kelangkaan menarik dari katai coklat di pemisahan yang lebih besar dari 20 AU dari bintang bermassa sangat rendah dan katai coklat lainnya.
Tim memproyeksikan bahwa satu dari setiap lima bintang bermassa rendah memiliki pendamping dengan pemisahan dalam kisaran (3-200 AU). Dalam rentang pemisahan ini, para astronom telah mengamati frekuensi yang sama dari sahabat bintang yang lebih masif di sekitar bintang mirip Matahari.
Secara keseluruhan, hasil baru ini menunjukkan bahwa (bertentangan dengan teori) binari bermassa rendah dapat terbentuk dalam proses yang mirip dengan biner yang lebih masif. Memang, temuan ini menambah bukti yang berkembang dari kelompok lain bahwa persentase sistem biner serupa untuk benda yang mencakup rentang dari satu massa matahari hingga 0,05 massa matahari (atau 52 kali massa Jupiter). Sebagai contoh, sebuah kelompok yang dipimpin oleh Neill Reid dari Space Telescope Science Institute dan University of Pennsylvania telah sampai pada kesimpulan yang sama dengan sampel yang lebih kecil dari 20 bintang bermassa lebih kecil dan kurcaci coklat yang diamati dengan Teleskop Luar Angkasa Hubble.
Fakta bahwa bintang bermassa rendah memiliki teman kerdil coklat dengan massa rendah di dalam 5 AU juga mengejutkan karena kebalikannya berlaku di sekitar bintang yang mirip Matahari. Sangat sedikit bintang mirip Matahari yang memiliki sahabat kerdil coklat di dalam jarak ini, menurut studi kecepatan radial. "Kurangnya teman kerdil coklat ini dalam 5 AU bintang seperti Matahari telah disebut 'gurun kerdil coklat'," kata Close. "Namun, kita melihat kemungkinan tidak ada gurun katai coklat di sekitar bintang bermassa rendah."
Hasil ini membentuk kendala penting bagi ahli teori yang bekerja untuk memahami bagaimana massa bintang mempengaruhi massa dan jarak pemisahan sahabat yang terbentuk dengannya. "Setiap model akurat pembentukan bintang dan planet harus mereproduksi pengamatan ini," kata Close.
Pengamatan ini dimungkinkan hanya karena kombinasi dari sistem pencitraan optik adaptif Hokupa yang unik dan sensitif dari Universitas Hawaii dan kinerja teknis dari teleskop Gemini. Sensitivitas sistem Hokupa disebabkan oleh konsep penginderaan gelombang bengkok yang dikembangkan oleh Dr. Francois Roddier. Optik adaptif adalah teknologi yang semakin penting yang menghilangkan sebagian besar "kabur" yang disebabkan oleh turbulensi di atmosfer Bumi (yaitu, kerlipan bintang-bintang). Ini dilakukan dengan secara cepat menyesuaikan bentuk cermin fleksibel khusus yang lebih kecil untuk mencocokkan turbulensi lokal, berdasarkan umpan balik real-time ke sistem pendukung cermin dari pengamatan bintang bermassa rendah. Hokupa dapat menghitung masing-masing foton (partikel cahaya) sehingga dapat menajamkan secara akurat bahkan bintang yang sangat redup (mis., Bermassa rendah).
Gambar optik adaptif inframerah dekat yang dibuat oleh teleskop Gemini 8 meter dalam survei ini dua kali lebih tajam daripada yang dapat dibuat pada panjang gelombang yang sama dengan Teleskop Antariksa Hubble 2,4 meter yang mengorbit Bumi. Satu-satunya survei berbasis darat dari jenisnya, pekerjaan ini membutuhkan lima malam selama satu tahun dengan sistem Hokupa di Gemini North.
Penting untuk dicatat bahwa jarak yang digunakan di sini adalah seperti yang diukur di langit. Pemisahan orbital yang sebenarnya mungkin sedikit lebih besar begitu orbit penuh dari binari ini diketahui di masa depan.
Anggota tim sains lainnya termasuk James Liebert (Steward Observatory, University of Arizona), Wolfgang Brandner (European Southern Observatory, Garching, Jerman), dan Eduardo Martin dan Dan Potter (Institut Astronomi, Universitas Hawaii).
Pengamatan yang dilaporkan di sini adalah bagian dari survei yang sedang berlangsung. Hasil awal dari 20 bintang bermassa rendah pertama dari survei kami telah diterbitkan dalam edisi 1 Maret 2002 dari The Astrophysical Journal Letters vol 567 Halaman L53-L57.
Gambar dan ilustrasi yang terkait dengan siaran pers ini tersedia di Internet di: http://www.gemini.edu/media/images_2002-7.html.
Laird Close dapat dihubungi di 520 / 626-5992, [dilindungi email], setelah ia kembali ke kantornya pada 28 Mei.
Survei ini didukung sebagian oleh Kantor Riset Ilmiah Angkatan Udara AS dan Observatorium Steward Universitas Arizona. Hokupa didukung oleh Grup Optik Adaptif Universitas Hawaii dan Yayasan Sains Nasional.
Observatorium Gemini adalah kolaborasi internasional yang telah membangun dua teleskop 8 meter yang identik. Teleskop terletak di Mauna Kea, Hawaii (Gemini Utara) dan Cerro Pachán di pusat Chili (Gemini Selatan), dan karenanya memberikan cakupan penuh dari kedua belahan langit. Kedua teleskop menggabungkan teknologi baru yang memungkinkan cermin besar dan relatif tipis di bawah kendali aktif untuk mengumpulkan dan memfokuskan radiasi optik dan inframerah dari luar angkasa.
Observatorium Gemini menyediakan komunitas astronomi di setiap negara mitra dengan fasilitas astronomi canggih yang mengalokasikan waktu pengamatan secara proporsional dengan kontribusi masing-masing negara. Selain dukungan keuangan, setiap negara juga memberikan kontribusi sumber daya ilmiah dan teknis yang signifikan. Badan-badan penelitian nasional yang membentuk kemitraan Gemini meliputi: Yayasan Ilmu Pengetahuan Nasional AS (NSF), Dewan Penelitian Fisika dan Astronomi Partikel Inggris (PPARC), Dewan Riset Nasional Kanada (NRC), Komisi Chili, Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), Dewan Peneliti Australia (ARC), Argentina Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) dan Cientho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico (CNPq) ). Observatory dikelola oleh Asosiasi Universitas untuk Penelitian di Astronomi, Inc. (AURA) berdasarkan perjanjian kerja sama dengan NSF. NSF juga berfungsi sebagai lembaga eksekutif untuk kemitraan internasional.
Untuk informasi lebih lanjut, lihat situs web Gemini di: http://www.us-gemini.noao.edu/media/.
Sumber Asli: Siaran Berita Gemini
