超大型望遠鏡に設置された強力な新しい高コントラストカメラのおかげで、星に非常に近い低質量の伴侶の写真が取得されました。これにより、天文学者は初めて、非常に小さい質量の物体の質量を直接測定できるようになりました。
この天体は、主星の100倍以上も暗いのですが、それでも木星の93倍の大きさです。そしてそれは理論がそれをそうであると予測するよりもほぼ2倍重いようです。
したがって、この発見は、モデルのエラーが原因で、天文学者が若い「褐色矮星」および「自由浮遊」太陽系外惑星の数を過大評価した可能性があることを示唆しています。
勝利の組み合わせ
星は多くのパラメータで特徴付けることができます。しかし、1つは非常に重要です：その質量。その運命を決めるのは星の質量です。したがって、天文学者がこのパラメータの正確な測定値を取得することに熱心であるのは当然のことです。
ただし、これは簡単な作業ではありません。特に、星と茶色の矮小オブジェクトの境界にあるような、非常に大規模なものの場合はそうです。茶色の小人、つまり「失敗した星」は、木星の75倍も重い物体であり、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。
星の質量を決定するために、天文学者は通常、連星系の星の動きを調べます。次に、地球の質量を決定するのと同じ方法を適用し、月の距離と衛星が1つの完全な軌道を完了するのにかかる時間（いわゆる「ケプラーの第三法則」）を把握します。同じように、彼らは地球と太陽の距離と時間（1年）を知ることで太陽の質量も測定しました。太陽を巡るには地球が必要です。
低質量のオブジェクトの問題は、それらが非常に暗く、大きな望遠鏡で見たときにも、それらが軌道を回る明るい星のまぶしさにしばしば隠されることです。
しかし、天文学者たちはこの困難を克服する方法を見つけました。このため、彼らはよく考えられた観測戦略と最新の機器の組み合わせに依存しています。
高コントラストカメラ
まず、非常に質量の小さい天体を探す天文学者は、近くの若い星を見ます。低質量の天体は、収縮して冷える前に、若いときに最も明るくなるためです。
この特定のケースでは、Laird Close（アリゾナ大学スチュワード天文台）が率いる天文学者の国際チーム[1]が、星ABドラダスA（ABドルA）を研究しました。この星は約48光年離れて位置し、「わずか」5,000万年前のものです。 ABドルAの空の位置は星のような物体の引力のために「ぐらつく」ので、ABドルAは低質量の伴侶を持っているに違いないと1990年代初頭から考えられていました。
このコンパニオンを撮影し、それに関する包括的なデータセットを取得するために、Closeと彼の同僚は、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡で新しい機器を使用しました。この新しい高コントラスト補償光学カメラ、NACO同時微分画像化装置、またはNACO SDI [2]は、太陽系外の惑星を狩猟するために、Laird CloseおよびRainer Lenzen（ドイツハイデルベルクにあるMax-Planck-Institute for Astronomy）によって特別に開発されました。 SDIカメラは、VLTとその補償光学システムの機能を強化し、通常は主星のまぶしさで失われるかすかな仲間を検出します。
世界初演
2004年2月にこのカメラをABドールAに向けて、彼らは初めて、とても暗い-星の120倍も暗い-とその星の近くにいるコンパニオンを撮像することができました。
チームのメンバーであるMarkus Hartung（ESO）は次のように述べています。「この世界初演は、VLT上のNACO SDI装置の独自の機能が原因でのみ可能でした。実際、ハッブル宇宙望遠鏡は、伴星を見つけるのに失敗しました。これは、あまりにも暗く、主星のまぶしさに近すぎるためです。」
星とかすかな仲間の間のわずかな距離（0.156秒角）は、20 km離れて見たときの1ユーロ硬貨の幅（2.3 cm）と同じです。 AB Dor Cと呼ばれる伴侶は、地球と太陽の間の平均距離の2.3倍の距離で見られました。それはやや偏心した軌道上で11.75年でそのホスト星の周りのサイクルを完了します。
天文学者は、コンパニオンの正確な位置と、星の既知の「ぐらつき」を使用して、コンパニオンの質量を正確に特定できました。この天体は、近い主星よりも100倍も暗いので、主星の1/10の質量を持っています。つまり、木星の93倍の質量があります。したがって、褐色矮星の限界をわずかに超えています。
VLTでNACOを使用して、天文学者はさらに近赤外線波長でAB Dor Cを観測し、その温度と光度を測定しました。
「コンパニオンは、この質量の物体について最新のモデルが予測するよりも400度（摂氏）低く、2.5倍も暗かったので、驚いた」とClose氏は語った。
「理論は、この低質量でクールな物体は約50木星の質量になると予測しています。しかし、理論は正しくありません。このオブジェクトは実際に88〜98木星の質量です。」
したがって、これらの新しい発見は、褐色矮星の個体群と広く公表されている「自由に浮遊する」太陽系外惑星の存在の可能性についての現在の考えに挑戦しています。
実際、これまで茶色の小人として識別されていた若い天体が、考えられていたものの2倍の大きさである場合、多くはむしろ低質量の星でなければなりません。そして、最近「自由に浮遊する」惑星と特定された天体は、今度は低質量の褐色矮星である可能性が高いです。
クロースと彼の同僚にとって、「この発見は天文学者に自然の中で生産された最小の物体の質量が本当に何であるかを再考することを強いるでしょう。」
詳しくは
ここで紹介された作品は、Natureの1月20日号のレターとして表示されます（L. Close et al。による「非常に低い恒星の質量と若い年齢における質量と光度の関係の動的較正」）。
ノート
[1]：チームは、Laird M. Close、Eric Nielsen、Eric E. Mamajek、Beth Biller（アリゾナ大学スチュワード天文台、ツーソン、米国）、Rainer Lenzen、Wolfgang Brandner（Max-Planck Institut for Astronomie、ハイデルベルク（ドイツ）、ホセC.ギラド（スペイン、バレンシア大学）、マーカスハートゥングおよびクリスリドマン（ESO-チリ）。
[2]：NACO SDIカメラは、補償光学を使用するユニークなタイプのカメラで、地球の大気のぼかし効果を取り除き、非常に鮮明な画像を生成します。 SDIは、単一の星からの光を4つの同一の画像に分割し、結果のビームを4つのわずかに異なる（メタンに敏感な）フィルターに通過させます。フィルター処理された光線がカメラの検出器アレイに当たると、天文学者は画像を差し引いて明るい星が消え、そうでなければ星の散乱光のハロー（「グレア」）に隠れていた、より暗くより冷たいオブジェクトを明らかにします。 NACO SDIで以前に取得した土星の衛星タイタンのユニークな画像がESO PR 09/04で公開されました。
元のソース：ESOニュースリリース
