Afbeelding tegoed: Gemini
Astronomen waren op zoek naar planeten rond de nabijgelegen ster Epsilon Indi toen ze iets ongewoons ontdekten. Deze nieuwe metgezel, bekend als Epsilon Indi Bb, draait om de grotere bruine dwerg (Epsilon Indi Ba) op een afstand van slechts 2,2 astronomische eenheden. Beide objecten maken deel uit van een nieuwe klasse van sterren genaamd T-dwergen; ze hebben diameters vergelijkbaar met Jupiter, maar hebben aanzienlijk meer massa.
Tijdens het zoeken naar lichamen ter grootte van een planeet die het nabije sterrenstelsel Epsilon Indi zouden kunnen vergezellen, deden astronomen die de Gemini South-telescoop in Chili gebruikten een gerelateerde maar onverwachte detectie.
Op grote schaal waargenomen door telescopen op de grond en in de ruimte, stond Epsilon Indi bekend als gastheer van een baangenoot, Epsilon Indi B genaamd, die vorig jaar werd ontdekt en het dichtstbijzijnde bekende exemplaar van een bruine dwerg is. Bruine dwergen zijn hele kleine, koele sterren die dertig tot veertig keer zwaarder zijn dan Jupiter, maar van vergelijkbare grootte. Ondanks alle observaties was er de combinatie van Gemini's krachtige infraroodmogelijkheden en de uiterst gevoelige spectrograaf / imager genaamd PHOENIX (zonder adaptieve optiek) nodig om het ongrijpbaardere lichaam te onthullen.
"Epsilon Indi Ba is de dichtst bevestigde bruine dwerg van ons zonnestelsel", zegt dr. Gordon Walker (University of British Columbia, Vancouver, Canada), die het onderzoeksteam leidde met dr. Suzie Ramsay Howat (UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh, VK). Dr. Walker legt uit: “Met de detectie van Epsilon Indi Bb weten we nu dat Epsilon Indi Ba een goede metgezel heeft die een andere, nog koelere bruine dwerg lijkt te zijn. Een zekerheid is dat het Epsilon Indi-systeem nog interessanter is dan we eerder dachten. ”
Het team van wetenschappers dat Epsilon Indi Bb detecteerde met behulp van de Gemini South Telescope op Cerro Pach? N, Chili, was de eerste die deze bevinding rapporteerde, die werd gepubliceerd in het IAU Circular Volume 8818. Vervolgens kondigde de VLT (Very Large Telescope) aan dat wetenschappers het object vijf dagen eerder daadwerkelijk hadden waargenomen (met behulp van adaptieve optica), en hun bevinding wordt gerapporteerd op http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph?0309256.
“Toen het doelwit werd verworven en we zagen dat er duidelijk twee objecten dicht bij elkaar waren, dachten we aanvankelijk dat het het verkeerde object was. Epsilon Indi Ba, voorheen Epsilon Indi B genoemd, was eerder waargenomen en bij die waarnemingen merkte niemand het bijbehorende object op. Het was een geweldige verrassing voor ons ”, zegt dr. Kevin Volk (Gemini Observatory, La Serena, Chili), die samen met dr. Robert Blum (CTIO, La Serena, Chili) de observatie deed bij de Gemini South-telescoop.
De toevallige aard van de detectie verraste het wetenschapsteam - waarvan de leden afkomstig zijn uit Canada, het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten en Chili -. Blum licht toe: “We ontdekten toen dat de metgezel, Epsilon Indi Bb genaamd, onzichtbaar is in de methaanband waar eerdere Gemini-waarnemingen waren gedaan. De coolste bruine dwergen zijn erg zwak en moeilijk te detecteren, maar er kunnen er een groot aantal zijn - wat deze detectie belangrijk maakt. '
Epsilon Indi is de vijfde helderste ster in het zuidelijke sterrenbeeld Indus en bevindt zich op ongeveer 11,8 lichtjaar afstand van ons zonnestelsel. De ster lijkt op maar is koeler dan onze zon. De geprojecteerde scheiding zoals gezien aan de hemel tussen Epsilon Indi en Indi Ba is ongeveer 1500 AUs (één AU of astronomische eenheid is de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon of ongeveer 93 miljoen mijl / 150 miljoen kilometer) en de afstand tussen Epsilon Indi Ba en de nieuw ontdekte Epsilon Indi Bb is minimaal 2,2 AUs.
"Omdat dit systeem zo dicht bij ons staat, lijkt het vrij snel in de lucht te bewegen", zegt dr. Volk. "We konden onze detectie bevestigen - en een verder weg gelegen achtergrondobject uitsluiten" binnen een paar weken omdat we de beweging van het systeem relatief snel konden detecteren ten opzichte van de achtergrondsterren. "
Naarmate de feiten rond de detectie duidelijker worden met aanvullende spectroscopische gegevens, verwacht het onderzoeksteam dat belangrijke details over Epsilon Indi Bb zullen worden onthuld. "Helaas is het venster voor het observeren van dit systeem dit jaar bijna gesloten, dus we zullen moeten wachten tot begin volgend jaar wanneer we dit systeem weer aan de ochtendhemel kunnen zien", zegt Dr. David Balam (Universiteit van Victoria, Canada) ).
Uit de onlangs van Gemini verkregen gegevens blijkt dat Epsilon Indi Bb koeler en minder zwaar is dan Epsilon Indi Ba, zoals blijkt uit de aanzienlijk lagere helderheid en diepe methaanabsorptie. Absorptie van methaan is een belangrijke indicator voor objecten met een lage massa, aangezien gasvormig methaan alleen kan bestaan in de omgevingen met lagere temperaturen van de atmosfeer van bruine dwergen en planeten waar het gas kan bestaan.
"Methaanabsorptie was de sleutel tot detectie", zegt Dr. Walker, "omdat Dr. Volk toevallig Epsilon Indi Bb in het oog kreeg door een van de" vensters "tussen de absorptiebanden van methaan. Omdat de absorptiebanden infrarood licht met een langere golflengte blokkeren, was Epsilon Indi Bb zichtbaar bij kortere infraroodgolflengten. ”
Epsilon Indi Ba en Bb zijn leden van een recent ontdekt type astronomisch object - de "T" -klasse bruine dwergen. Deze T-dwergen hebben een diameter die ongeveer gelijk is aan Jupiter, maar met meer massa. Spectra van Epsilon Indi Ba, gemaakt met PHOENIX door Dr. Verne Smith (Universiteit van Texas, El Paso) en medewerkers, laten zien dat de Epsilon Indi Ba 32 keer de massa van Jupiter heeft en een oppervlaktetemperatuur van 1500 graden. Het draait ongeveer drie keer sneller dan Jupiter. Epsilon Indi Bb heeft minder massa, is koeler, maar is nog steeds veel massiever en heter dan Jupiter. Net als Jupiter hebben de T-dwergen niet genoeg massa om energie te maken zoals de zon dat doet door kernfusie. Epsilon Indi Ba en Bb gloeien door de hitte als gevolg van de massa die op het interieur drukt.
PHOENIX, het instrument dat verantwoordelijk is voor het produceren van de gegevens, is een nabij-infrarood spectrometer met hoge resolutie die is gebouwd door de National Optical Astronomy Observatory (NOAO) in Tucson, Arizona, en in 2001 in gebruik is genomen bij Gemini South. Ken Hinkle (NOAO, Tucson, Arizona) zei: “PHOENIX is ontworpen voor precies dit soort onderzoek. Het is de eerste infraroodspectrograaf met hoge resolutie op een Gemini-telescoop en de eerste infraroodspectrograaf met hoge resolutie op een telescoop op het zuidelijk halfrond. ”
Dr. Phil Puxley, adjunct-directeur van Gemini South, voegt eraan toe: "Gemini's infraroodoptimalisatie maakt de 8-meter dubbele telescopen ideaal voor het vastleggen van dergelijke toevallige ontdekkingen. Dergelijke vondsten zijn precies waarvoor Gemini is ontworpen en dit soort opwindend werk toont het potentieel van Gemini's wetenschap aan. "
Epsilon Indi is van juni tot december met het blote oog zichtbaar op het zuidelijk halfrond. Het kan worden gedetecteerd met de locatiekaart die beschikbaar is op http://www.gemini.edu/science/epsilonindi-images.html, die ook andere afbeeldingen en illustraties bevat.
De Gemini Observatory is een internationale samenwerking die twee identieke 8-meter telescopen heeft gebouwd. De Frederick C. Gillett Gemini-telescoop bevindt zich op Mauna Kea, Hawai`i (Gemini North) en de andere telescoop op Cerro Pach? N in het centrum van Chili (Gemini South) en biedt dus volledige dekking van beide hemisferen van de hemel. Beide telescopen bevatten nieuwe technologieën waarmee grote, relatief dunne spiegels onder actieve controle zowel optische als infrarode straling vanuit de ruimte kunnen opvangen en focussen.
Het Gemini-observatorium biedt de astronomische gemeenschappen in elk partnerland ultramoderne astronomische faciliteiten die de observatietijd toewijzen in verhouding tot de bijdrage van elk land. Naast financiële steun levert elk land ook aanzienlijke wetenschappelijke en technische middelen. De nationale onderzoeksbureaus die het Gemini-partnerschap vormen, zijn onder meer: de US National Science Foundation (NSF), de UK Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), de Canadian National Research Council (NRC), de Chilean Comisi? N Nacional de Investigaci? n Cientifica y Tecnol? gica (CONICYT), de Australian Research Council (ARC), de Argentijnse Consejo Nacional de Investigaciones Cient? ficas y T? cnicas (CONICET) en de Braziliaanse Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient? fico e Tecnol? gico (CNPq ). Het Observatorium wordt beheerd door de Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) in het kader van een samenwerkingsovereenkomst met de NSF. De NSF fungeert ook als uitvoerend agentschap voor het internationale partnerschap.
Oorspronkelijke bron: Gemini News Release
