Kadang-kadang, penemuan bintang paling aneh tepat di lingkungan kosmik kita sendiri. Para astronom baru-baru ini membuat penemuan yang menarik sambil menempatkan satu set teleskop baru melalui langkah mereka: sepasang gerhana kerdil coklat sub-bintang.
Temuannya adalah 2MASSW J1510478-281817, juga disebut sebagai 2M1510. Akronim '2MASS' dalam peruntukannya merujuk pada Survei 2-Mikron Semua-Langit. Pasangan ini terletak 119 tahun cahaya (36,6 parsec) jauh di rasi bintang Libra the Scales, dekat perbatasannya dengan Lupus the Wolf.
Teleskop survei yang menghasilkan temuan tersebut adalah bagian dari proyek SPECULOOS (Cari Planet yang Dapat Dihuni yang Meliputi Bintang ULtra-COOl), baterai empat teleskop Ritchey-Chrétien berdiameter 1 meter yang terletak di kompleks Observatorium Paranal di Chili. Teleskop pendamping kelima bernama Artemis yang terletak di Kepulauan Canary adalah bagian dari survei SPECULOOS Utara.
Dua katai coklat mengorbit satu sama lain sekali setiap 21 hari, dengan 2M1510Aa yang sedikit lebih masif dari keduanya pada 40 massa Jupiter, dibandingkan pendampingnya 2M1510Ab, pada 39,3 massa Jupiter yang lebih ramping. Keduanya adalah kerdil coklat tipe M, dan mengorbit barycenter bersama yang hanya berjarak 0,063 AU (5,9 juta mil atau 9,5 juta kilometer).
Kerdil coklat ketiga yang lebih tahan lama yang ditunjuk 2MASS J15104761-2818234 (2M1510B) juga merupakan bagian dari sistem yang kompleks. Objek ketiga ini mengorbit pada 250 Unit Astronomi (AU) dari pasangan utama. Itu lebih dari enam kali jarak rata-rata dari Matahari ke Pluto.
"Program SPECULOOS mencari exoplanet yang mentransaksikan bintang bermassa sangat rendah dan kurcaci coklat, dan sepasang kurcaci coklat tepat di sebelah satu sama lain di langit tampak seperti target yang baik," kata Adam Burgasser dari UC San Diego, seorang penulis di belajar. "Kami terkejut menemukan bahwa itu benar-benar tiga katai coklat!"
Temuan ini dilaporkan dalam jurnal terbaru dari Alam: Astronomi. Para peneliti menggunakan empat instrumen 8,2 meter yang membentuk Very Large Telescope yang juga berlokasi di Cerro Paranal, Chili di Gurun Atacama dan Near-infrared Spectrograph (NIRSPEC) yang terletak di Observatorium Keck di puncak Mauna Kea di Hawaii untuk memverifikasi Temukan. Keduanya dilengkapi untuk mengukur kecepatan dalam inframerah, pita tempat puncak katai coklat. Acara gerhana yang diamati berlangsung sekitar 90 menit.
"Ini (2M1510) bagian dari daftar target SPECULOOS yang berisi semua kerdil ultracool yang jaraknya lebih kecil dari 40 parsec yang diukur oleh satelit Gaia dan yang jari-jarinya lebih kecil dari 0,15 jari-jari matahari," kata Michaël Gillon (University of Liege, Belgia) . "Dengan SPECULOOS, kita harus mendeteksi beberapa sistem serupa dalam beberapa tahun mendatang, termasuk planet-planet berukuran Bumi yang berpotensi layak huni yang cocok untuk karakterisasi atmosfer terperinci dengan James Webb."
Brown dwarf menempati zona antara bintang penuh pada 80 kali massa Jupiter (7,7% massa Matahari), dan 13 massa Jupiter. Pasangan 2M1510 adalah katai coklat tipe-M, menempati ruang tepat di tengah rentang massa ini. Meskipun katai coklat tidak cukup besar untuk mempertahankan fusi lengkap melalui rantai proton-proton seperti bintang katai merah, mereka masih bisa perlahan-lahan dididihkan menggunakan fusi deuterium tingkat rendah di inti mereka. Suhu permukaan rata-rata untuk kurcaci M adalah 2.600 Kelvin (2.300 derajat Celcius).
Meskipun target katai coklat samar, mereka juga mungkin salah satu objek paling umum di Alam Semesta.
Penemuan ini mewakili hanya pasangan kerdil coklat gerhana kedua yang diketahui. Yang pertama adalah pasangan 2MASS J05352184-0546085AB yang diselesaikan di OrionNebula, pasangan yang relatif muda dengan usia yang diperkirakan hanya satu juta tahun.
Pasangan katai coklat menarik lainnya ditemukan pada tahun 2003 yang mengorbit bintang urutan utama Epsilon Indi.
Survei SPECULOOS akan mengkhususkan diri dalam penargetan exoplanet di zona layak huni bintang katai keren. Salah satu bintang kerdil yang menyimpan exoplanet bernama TRAPPIST-1 menjadi berita besar di tahun 2015, dan 'sistem mini-solar' semacam itu mungkin umum di kosmos.
"2M1510 diamati sebagai bagian dari program commissioning SPECULOOS," kata Burgasser. "Sekarang teleskop sudah mulai beroperasi, dan tim sedang memantau beberapa bintang bermassa rendah dan kurcaci coklat untuk mencari transit planet ekstrasurya. Kami juga menindaklanjuti (pada) beberapa sistem exoplanet kandidat yang ditemukan oleh misi TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Kapan saja kita dapat melihat Semesta dengan cara baru, kita sering menemukan sesuatu yang menarik atau tidak terduga. ”
2M1510 juga anggota dari Argus Moving Group of stars. Gugus bintang yang relatif muda berusia 45 juta tahun ini ditemukan pada tahun 2018. Keanggotaan dalam asosiasi bintang atau kelompok yang bergerak dikhianati oleh bintang-bintang yang berbagi gerakan tepat yang sama di langit. Hyades di rasi bintang Taurus adalah asosiasi bintang terdekat yang terkenal, seperti juga Ursa Major Moving Group, yang berisi sebagian besar bintang di asterisme Biduk.
Penemuan ini penting karena tidak hanya keanggotaan dari pasangan katai coklat sebagai bagian dari Argus Moving Group menunjukkan usia pasangan, tetapi juga hubungan fisik mereka, bersama dengan fakta bahwa mereka saling gerhana sepanjang garis pandang kami, memungkinkan para astronom lebih jauh mencirikan keduanya dalam hal massa. Katai coklat sub-bintang seperti pasangan 2M1510 dianggap sangat mirip dengan planet ekstrasurya besar.
Temuan menarik ini memungkinkan para peneliti untuk tidak hanya mengkarakterisasi pesawat bermassa besar, tetapi juga membuat model bagaimana kerdil coklat berevolusi dan mendinginkannya.
"Pengukuran kami memberi tahu kami bahwa massa, jari-jari, dan usia dijelaskan dengan sangat baik oleh model yang fondasinya berusia 30 tahun," kata Amaury Triaud dari University of Birmingham, penulis utama studi tersebut. “Ini luar biasa. Ini juga memberi tahu kita bahwa luminositas bintang katai coklat sedikit berbeda dibandingkan dengan model. Jadi kita sekarang tahu modelnya sangat bagus, tetapi kita masih perlu membuatnya lebih baik. ”
Akan sangat penasaran melihat pasangan seperti itu dari dekat: tidak ada analog untuk katai coklat yang ada di tata surya kita. Akan menarik untuk menyaksikan penemuan lain apa yang akan keluar dari survei SPECULOOS dalam waktu dekat.
-Kecepatan gambar kredit: Roberto Molar Candanosa & Sergio Dieterich, Carnegie Institution for Science.
