ベルン大学の研究チームは、地球から 450 光年離れた場所にある非常に異なる連星系を発見しました。この系——CFHTWIR-Oph 98または略してOph 98——には双子の居住者がいて、一見、星のないシステムに存在する系外惑星であると思われました。より詳細な調査により、それらは褐色矮星であることが明らかになりました ——それぞれ Oph 98 A と Oph 98 B——恒星に似ているが、より小さくて温度が低い天体です。
これらの褐色矮星は一緒に銀河をさまよい、地球と太陽の間の距離の 200 倍に相当する信じられないほど長い距離で互いを周回しています。
Center for Space and Habitability (CSH) および National Center of Competence in Research PlanetS (NCCR PlanetS) の Clémence Fontanive が率いる研究チームによる興味深い Oph 98 システムの発見は、The Astrophysical に掲載された論文に記録されています。日記の手紙。
目次
- 0.1 失敗した星
- 0.2 絆の弱い褐色矮星
- 0.3 ハッブルが再び輝く
- 1 つのオリジナル研究
失敗したスター
Oph 98 は、天体物理学の観点から言えば、誕生したばかりの相対論系であり、へびつかい座の恒星の苗床でわずか 300 万年前に形成されました (そのため、その名前の「Oph」要素が付けられています)。その相対的な若さは、それを構成する体にいくつかの興味深い結果をもたらし、チームがその構成体を適切に特定するように導きました。
このシステムは、惑星の形成を開始するのに十分な期間存在していません。これは、Oph 98 A と B の両方が、星を生み出す同じメカニズムを介して形成されたに違いないことを意味します。この結論は、Oph 98 B はおおよそ惑星として適切なサイズであるが、Oph A は小さすぎて、惑星を形成するのに必要な物質の貯留層がそれほど大きくないという事実によっても支持されます。つまり、褐色矮星に違いない.
「これは、Oph 98 B がそのホストと同様に、星を生成するのと同じメカニズムを介して形成されたにちがいないことを示しており、連星を生成するプロセスがこれらの惑星の質量に至るまで縮小されたバージョンで機能していることを示しています」と Fontanive 氏は言います。 .
褐色矮星は星に似た方法で形成され、同様の質量を共有しますが、星に動力を与える核プロセスで点火しないという事実は、しばしば「失敗した星」と呼ばれることにつながりました。このようなシステムに存在し続ける世界を作成するプロセス。
これらの天体は、親星なしで互いを周回する巨大な太陽系外惑星に似た天体のまれな例です。どちらも若い褐色矮星で、Oph 98 A の方が大きく、質量は木星の 15 倍です。その小さな仲間 「Oph 98 B 」は、太陽系で太陽を除けば最大の天体である巨大ガス惑星の 8 倍に相当する質量を持っています。
ただし、Oph 98 のユニークな点はこれだけではありません。
絆の弱い褐色矮星
Oph 98 システムを非常に注目に値するもう 1 つのことは、すべての連星系と同様に、天体が重力で束縛されているという事実です。これらの結合は、質量の大きい物体ほど大きくなりますが、逆二乗の法則に従います。つまり、分離距離が長くなると、結合の強度が急速に低下します。これらの天体は質量が比較的小さく、距離が非常に大きいため、天体間の重力結合は、天文学者がこれまでに観測したエネルギーの中で最も弱いものの 1 つです。
褐色矮星、特に低質量の矮星は電磁放射をほとんど放出しないため、この星系を観察するのは簡単なことではありません。
「低質量の褐色矮星は非常に寒く、ほとんど光を発せず、赤外線の熱放射のみによって放出されます」と Fontanive 氏は説明します。 「この熱の輝きは非常にかすかで赤いため、褐色矮星は赤外光でしか見えません。」
この可視性の課題は、Oph 98 とへびつかい座銀河団自体が、可視光を散乱させる密集した塵の雲に埋め込まれているという事実によってさらに悪化しました。 「赤外線観測は、この塵を通して見る唯一の方法です」と研究者は付け加えます。
実際、チームの発見は、ハッブル宇宙望遠鏡の驚異的なパワーと、地球上空から観測を行っているという事実によってのみ可能になりました。
ハッブルが再び輝く
ハッブル宇宙望遠鏡は、Oph 98 A および B のようにかすかな天体を観測し、褐色矮星の画像をそのような狭い角度で解像できる数少ない望遠鏡の 1 つです。
「Oph 98 のような星系を検出するには、非常に高解像度のカメラも必要です。Oph 98 A と B を分離する角度は、空の月の大きさの 1000 分の 1 です」と Fontanive 氏は続けます。
ハッブルの宇宙ベースの視点は、そのようなオブジェクトの観察にも重要です。これは、褐色矮星を観察するために使用される赤外線の特徴が、上層大気で形成される水蒸気から生じるためです。地球の大気は水で満たされており、この信号も生成しているため、遠くにある褐色矮星からのかすかな痕跡は、ほとんどの場合、惑星の表面にある望遠鏡では検出できないほど隠されています。
「両方の物体は非常に赤く見え、水分子の明確な兆候を示していました。これにより、我々が Oph 98 A の隣に見たかすかな源が、たまたま空の褐色矮星と整列したランダムな星ではなく、冷たい褐色矮星である可能性が非常に高いことがすぐに確認された.
興味深いことに、チームの調査結果は、Oph 98 システムが実際に以前に発見されたという事実を確認するのに役立ちました。このバイナリは、14 年前にハワイのマウナケア山頂にあるカナダ-フランス-ハワイ望遠鏡 (CFHT) によって収集されたデータにも表示されていました。この古いデータは、Oph 98 A と B がどのようにペアとして銀河を横切って一緒に移動するかをチームが確認するのに役立ちました。
「私たちは今年の夏、別のハワイの天文台である英国赤外線望遠鏡からこの星系を再び観測しました。これらのデータを使用して、Oph 98 A と B が、その背後にある他の星と比較して、時間の経過とともに空を横切って一緒に移動していることを確認できました。 . 「私たちは、星の形成プロセスの信じられないほどまれなアウトプットを本当に目の当たりにしています。」
元の研究
フォントニブ。 C.、他、' へびつかい座の若い低質量褐色矮星の広い惑星質量伴侶」 The Astrophysical Journal Letters [2020]、[https://arxiv.org/abs/2011.08871]
