Mysteriet med den forsvunne dvergen | ESO Norge
Det nye SPHERE-instrumentet viser hva det duger til
Astronomer har brukt det nye SPHERE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope for å lete etter en brun dverg man mente kretset rundt den uvanlige dobbeltstjernen V471 Tauri. Men forskerne fant ingenting, til tross for at SPHERE-bildene er de beste som noensinne er tatt av omgivelsene til dette interessante objektet. Forklaringen på dobbeltstjernens snodige oppførsel var eksistensen av en omkretsende brun dverg, men når sistnevnte viser seg ikke å eksistere, betyr det at gåten fortsatt er uløst. Dette uventede resultatet presenteres i den første vitenskapelige forskningsartikkelen som er basert på observasjoner med SPHERE.
Noen stjernepar består av to vanlige stjerner med litt forskjellig masse. Når den mer massive stjernen eldes og eser ut til en rød kjempe, begynner den å overføre materiale til den andre stjernen. Materialet ender faktisk opp med å omgi begge stjernene i form av en enorm gassboble. Når boblen løser seg opp, beveger stjernene seg nærmere hverandre. De danner da et meget tett stjernepar bestående av en hvit dverg og en mer normal stjerne [1].
Et eksempel på en slik dobbeltstjerne er V471 Tauri [2] i den åpne stjernehopen Hyadene i stjernebildet Tyren. Alderen er estimert til omkring 600 millioner år, og avstanden fra Jorda er ca. 163 lysår. De to stjernene kretser rundt hverandre i meget tette baner – omløpstiden er bare 12 timer. To ganger i hvert baneomløp passerer stjernene foran hverandre. Disse formørkelsene gir opphav til regelmessige lysstyrkevariasjoner når objektet observeres fra Jorda.
Lysstyrkevariasjonene har tidligere blitt målt svært nøyaktig av et team ledet av Adam Hardy (Universidad Valparaíso, Chile), som benyttet ULTRACAM-systemet på ESOs New Technology Telescope. Tidspunktene for formørkelsene ble målt med en nøyaktighet på under to sekunder – en stor forbedring fra tidligere studier.
Formørkelsestidspunktene var ikke helt regelmessige. Avvikene kunne dog forklares ganske enkelt ved å anta at en brun dverg gikk i bane rundt stjerneparet og således forstyrret banene til stjernene. Forskerteamet fant i tillegg tegn på at stjerneparet kunne være omgitt av ytterligere et lite objekt.
Hittil har det vært umulig å ta bilder av en lyssvak brun dverg så nær vanlige, lyssterke stjerner. Det er her det nyinstallerte SPHERE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope kommer inn i bildet. Med SPHERE kunne samme team for første gang lete etter den brune dvergen akkurat i det området beregningene tilsa at den burde være. Men de fant ingenting, selv om de svært gode bildene fra SPHERE enkelt burde ha avslørt ledsageren [3].
"Det finnes mange forskningsartikler som antyder at det burde finnes objekter av denne typen i bane rundt dobbeltstjerner. Studien vår gir imidlertid sterke bevis mot denne hypotesen," bemerker Adam Hardy.
Hvis det ikke eksisterer noe omkretsende objekt, hva er det da som forårsaker de snodige variasjonene i dobbeltstjernens bane? Flere teorier er lagt fram, og enkelte er allerede falsifisert. Kanskje er den bakenforliggende årsak endringer i det magnetiske feltet til den største av de to stjernene [4] (magnetfeltvariasjoner finner vi også hos vår egen sol, dog med mye lavere styrke). Mer forskning og flere observasjoner må til.
"Astronomer har i mange år ønsket å gjøre undersøkelser som denne, men det er først nå det har latt seg gjøre takket være nye, kraftige instrumenter som SPHERE. Det er slik vitenskap fungerer: Observasjoner med ny teknologi kan enten bekrefte eller, som i dette tilfellet, avkrefte tidligere teorier. Dette er faktisk en utmerket måte for SPHERE å starte tjenesten sin," avslutter Adam Hardy.
[1] Slike dobbeltstjerner kalles "post-common-envelope binaries" på engelsk.
[2] Betegnelsen betyr at objektet er den 471. variable stjernen (i dette tilfellet stjerneparet) som er identifisert i stjernebildet Tyren.
[3] SPHERE-bildene er så gode og nøyaktige at de ville avdekket en kompanjong, eksempelvis en brun dverg, som er 70 000 ganger svakere enn stjernen(e) den kretser rundt, og bare 0,26 buesekunder unna. Den brune dvergen rundt V471 Tauri var antatt å være mye mer lyssterk.
[4] Effekten kalles Applegate-mekanismen og resulterer i regelmessige endringer i stjernens form, noe som i sin tur kan gi opphav til variasjoner i den observerte lysstyrken til dobbeltstjernen.
Studien presenteres i en forskningsartikkel i journalen Astrophysical Journal Letters 18. februar 2015: "The First Science Results from SPHERE: Disproving the Predicted Brown Dwarf around V471 Tau" av A. Hardy et al.
Forskerteamet består av A. Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Chile), M.R. Schreiber (Universidad Valparaíso), S.G. Parsons (Universidad Valparaíso), C. Caceres (Universidad Valparaíso), G. Retamales (Universidad Valparaíso), Z. Wahhaj (ESO, Santiago, Chile), D. Mawet (ESO, Santiago, Chile), H. Canovas (Universidad Valparaíso), L. Cieza (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile; Universidad Valparaíso), T.R. Marsh (University of Warwick, Coventry, Storbritannia), M.C.P. Bours (University of Warwick), V.S. Dhillon (University of Sheffield, Sheffield, Storbritannia) og A. Bayo (Universidad Valparaíso).
Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1506 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.