天文学者の国際チームは、これまでに知られている最小のコア燃焼星の半径と質量を正確に決定しています。
観測は2004年3月に、ESOパラナル天文台(チリ)の8.2 m VLT Kueyen望遠鏡のFLAMESマルチファイバースペクトログラフで行われました。それらは、OGLE調査中に一時的な明るさの「ディップ」が検出された60個の星の正確な放射速度を測定することを目的とした大規模なプログラムの一部です。
天文学者は、OGLE-TR-122として知られる星の光度曲線に見られるディップは、この太陽に似た星を7.3日ごとに1回観測する非常に小さい恒星の伴星が原因であることを発見しました。
このコンパニオンは惑星ジュピターの96倍の重さですが、16%大きいだけです。直接観測で太陽質量の1/10未満の大きさの星が巨大惑星とほぼ同じサイズであることを示したのはこれが初めてです。この事実は、通過する太陽系外惑星の現在の探索中に明らかに考慮に入れられる必要があります。
さらに、超大型望遠鏡での観測により、太陽の3分の1を下回る質量の星を含む7つの新しい食連星が発見されました。これは、天文学者にとって本当の意味のあることです。
OGLE調査
惑星がたまたま親の星の前を通過すると(地球から見て)、星からの光のごく一部が見えなくなります[1]。
これらの「惑星通過」は、天文学者が独自の方法で太陽系外惑星の質量と半径を測定できるため、非常に興味深いものです。したがって、他の世界のこれらのかすかな兆候を見つけようとするいくつかの調査が進行中です。
これらのプログラムの1つはOGLE調査です。これは、非常に多数の星の輝度を長時間にわたって監視することにより、マイクロレンズ現象を検出するために当初考案されました。過去数年間は、小さな軌道物体(小さな星、茶色の小人[2]または木星サイズの惑星)の定期的な通過によって引き起こされる、星の明るさの周期的な非常に浅い「ディップ」の検索も含まれていました。その後、OGLEチームは、南天の3つのフィールドで数十万の星を調査した177の「惑星通過候補」を発表しました。
しかし、通過する天体の性質は、親星のその後の半径速度観測によってのみ確立できます。速度変動の大きさ(振幅)はコンパニオンオブジェクトの質量に直接関連しているため、観測された輝度の「ディップ」の原因として、星と惑星を区別できます。
低質量星のボナンザ
天文学者の国際チーム[3]は、この作業に8.2 mのVLT Kueyen望遠鏡を利用しました。最大8つの物体の高解像度スペクトルを同時に取得できるFLAMES / UVES施設の多重化能力を活用して、60個のOGLE通過候補星を調べ、約50 m / sの精度で放射速度を測定しました[ 4]。
この野心的なプログラムにより、これまでに5つの新しい通過する太陽系外惑星が発見されました(そのうちの2つの発表については、ESO PR 11/04を参照してください)。
OGLEによって識別された他のほとんどの通過候補は、日光の連星、つまり、ほとんどの場合、太陽のような星の前を通過する一般的な小型で低質量の星であることが判明しました。小さくて軽い星に関するこの追加の豊富なデータは、天文学者にとって真の大当たりです。
質量と半径の関係を拘束する
低質量の星は非常に興味深いオブジェクトです。これは、その内部の物理的状態が、太陽系のジュピターのような巨大惑星の状態とよく似ているためです。さらに、最小の星のサイズの決定は、極端な条件下での物質の挙動に関する間接的で重要な情報を提供します[5]。
最近まで、観測はほとんど行われておらず、低質量の星についてはほとんど知られていませんでした。現時点では、半径の正確な値は、太陽の質量の3分の1未満の4つの星についてのみ知られています(超大型望遠鏡干渉計を使用した測定についてはESO PR 22/02を参照)。太陽質量の1/8未満の質量の場合。
この状況は劇的に変化しています。実際、超大型望遠鏡での観測により、これまでに太陽の3分の1未満の質量を持つ星を含む7つの新しい食連星が発見されました。
したがって、この新しい観測セットは、正確な半径と質量がわかっている低質量星の数をほぼ3倍にします。そしてさらに良いことに、これらの星の1つが現在知られている最小のものであることが判明しました!
惑星サイズの星
新たに発見された恒星gnomeは、天の川銀河のかなり離れた星であるOGLE-TR-122の仲間で、南の星座カリーナの方向に見られます。
OGLEプログラムは、OGLE-TR-122が7日ごとに6時間27分ごとに1.5%の明るさの低下を経験することを明らかにしました。 2004年3月の6泊の間に行われたFLAMES / UVES測定では、約20 km / sの振幅を持つこの期間の半径方向の速度変動が明らかになっています。これは、OGLE-TR-122を周回する水素燃焼限界に近い、非常に低質量の星の明確な特徴です。この仲間はOGLE-TR-122bという名前を受け取りました。
オブザーヴァトワール天文学マルセイユプロヴァンス(フランス)のフランソワブーシーは、次のように説明しています。お気に入り"。
この情報を使用して、はるかに小さいコンパニオンOGLE-TR-122bの質量と半径を決定できます。確かに、通過の深さ(明るさの減少)は、2つの星の半径間の比率の直接的な推定値を与え、大きな星の質量が分かれば、分光軌道は、伴星の質量の一意の値を提供します。 。
天文学者たちは、OGLE-TR-122bの重量が太陽の質量の11分の1で、直径が太陽の1/8にすぎないことを発見しました。したがって、星はまだ木星の96倍の質量ですが、この巨大な惑星よりもわずか16%大きいだけです。
密集した星
「木星に95倍の質量を加えても、最終的にはわずかに大きい星になると想像してみてください」と、ESOのClaudio Meloと研究を行った天文学者チームのメンバーが示唆しています。 「オブジェクトは縮小して追加の物質のための場所を作り、ますます密度が高くなります。」
そのような星の密度は太陽の密度の50倍以上です。
「この結果は、近くから見ても惑星のように見える星の存在を示しています」と、ジュネーブ天文台(スイス)のフレデリックポンは強調しています。 「近い将来、そのような物体に接近する将来の宇宙探査機から画像を受け取ったとしても、それが星なのか惑星なのかを見分けるのが容易ではないのではないかと想像するのはおかしくないですか?」
すべての星と同様に、OGLE-TR-122bは実際に核反応によって内部にエネルギーを生成します。ただし、質量が小さいため、この内部エネルギー生成は非常に小さく、特に太陽のようなコンパニオンスターが生成するエネルギーと比較すると、非常に小さいです。
彼らのホスト星の非常に近くを周回している太陽系外惑星、いわゆる「熱い木星」が、新たに発見された星よりも大きいかもしれない半径を持っているという事実はそれほど顕著ではありません。たとえば、太陽系外惑星HD209458bの半径は、木星の半径よりも約30%大きいです。したがって、OGLE-TR-122bよりも大幅に大きくなります。
マスカレーダー
この発見はまた、太陽系外惑星の現在進行中の探索に深い意味を持っています。これらの観察結果は、いくつかの恒星天体が、木星のような惑星を通過するのとまったく同じ測光信号(明るさの変化)を生成できることを明確に示しています[6]。さらに、現在の研究では、そのような星は珍しくないことが示されています。
したがって、OGLE-TR-122bのような星は巨大な太陽系外惑星の仮面舞踏会であり、惑星のいとこと区別するために最も外側の注意が必要です。そのような小さな星の発見は、最大の望遠鏡でのフォローアップの高解像度スペクトル測定でのみ行うことができます。超大型望遠鏡の今後の課題です!
詳しくは
このプレスリリースに含まれる情報は、主要な研究ジャーナル「Astronomy&Astrophysics」(Fによる「OGLE-TR-122の周りの惑星サイズのトランジットスター」)の編集者への手紙としてすぐに掲載される研究記事に基づいています。ポン等)。この論文はA&AウェブサイトでPDF形式で入手できます。
ノート
[1]:茶色の小人、つまり「失敗した星」は、木星の75倍も重い物体です。それらは主要な核融合プロセスがその内部で点火するには小さすぎます。
[2]:木星サイズの惑星の半径は、太陽型の星の半径の約10分の1です。つまり、その星の表面の約1/100をカバーしているため、星の光の約1%をブロックしています輸送中。
[3]:チームは、スイスのジュネーブ天文台のFr?d?ric Pont、Michel Mayor、Didier Queloz、St?phane Udry、ESO-ChileのClaudio Melo、フランスの天文台マルセイユプロヴァンス天文台のフランソワブーシーで構成されています。 、ポルトガルのリスボン天文台のヌーノサントス。
[4]:これは、180 km / hの速度を測定することになります。比較すると、木星によって引き起こされる太陽の動きは、約13 m / sまたは47 km / hです。この運動は惑星の質量に比例し、星からの距離の平方根に反比例します。
[5]:完全なガスのように振る舞う、太陽のような通常の星の場合、恒星のサイズは質量に比例します。ただし、低質量の星の場合、量子効果が重要になり、恒星物質は「縮退」し、完全な気体よりもはるかに圧縮に抵抗します。木星の質量の75倍未満の質量を持つオブジェクト、つまり茶色の小人の場合、物質は完全に縮退しており、そのサイズは質量に依存しません。
[6]:遠くを通過する物体(星または惑星)は常に明るさの「くぼみ」を生成しますが、それ自体は明るくても、通過前後の記録された明るさは、中心の星の明るさと周回中の天体の明るさの合計に等しくなります。通過中、記録された明るさは、この合計から、中心の星の隠されている部分が発する光を差し引いたものです。
元のソース:ESOニュースリリース