Астрономы сфотографировали очень молодого коричневого карлика, или несостоявшуюся звезду, на узкой орбите вокруг молодой звезды, похожей на Солнце.
Международная группа под руководством астрономов из Гавайского университета Бет Биллер и Майкла Лю с помощью астронома из Аризонского университета Лэрда Клоуза и аспирантов из Австралии Эрика Нильсена, Джареда Мэйлза и Энди Скемера сделала редкую находку с помощью коронографа в ближнем инфракрасном диапазоне. Imager, или NICI, на международном 8-метровом телескопе Gemini-South в Чили.
Что делает это открытие особенным, так это близость между коричневым карликом массой 36 масс Юпитера, получившим название PZ Tel B, и его главной звездой, названной PZ Tel A. Их разделяет всего 18 астрономических единиц, или а.е. подобно расстоянию между Ураном и Солнцем.
Большинство молодых коричневых карликов и компаньонов планет, обнаруженных с помощью прямых изображений, находятся на орбитальном расстоянии более 50 а.е. - больше, чем орбита Плутона, на расстоянии 40 а.е.
В дополнение к небольшому удалению, только в прошлом году исследователи наблюдали быстрое движение PZ Tel B от своей родительской звезды.
На более старом снимке, сделанном семь лет назад и повторно проанализированном Лэрдом Клоузом, профессором обсерватории Стюарда и факультета астрономии UA, видно, что PZ Tel B была закрыта бликами родительской звезды еще в 2003 году, что указывает на то, что его орбита скорее эллиптическая, чем круговая.
«Поскольку PZ Tel A - редкая звезда, будучи близкой и очень молодой, в прошлом ее фотографировали несколько раз», - сказал Клоуз. «Поэтому мы были очень удивлены, увидев нового компаньона вокруг того, что считалось одиночной звездой».
Ведущий автор и выпускница UA Бет Биллер сказала: «PZ Tel B движется по особо эксцентричной орбите - за последние 10 лет мы буквально наблюдали, как он проходит через внутреннюю солнечную систему. Лучше всего это можно объяснить сильно эксцентричная или овальная орбита».
Звезда-хозяин, PZ Tel A, является более молодой версией Солнца, имеющей аналогичную массу, но очень молодой возраст всего 12 миллионов лет (примерно в 400 раз моложе Солнца). На самом деле, система PZ Tel достаточно молода, чтобы все еще содержать значительное количество холодной околозвездной пыли, которая, возможно, образовалась в результате гравитационного взаимодействия с молодым коричневым карликом-компаньоном..
Это делает систему PZ Tel важной лабораторией для изучения ранних стадий формирования Солнечной системы. При расчетной массе, в 36 раз превышающей массу Юпитера, орбитальное движение PZ Tel B имеет существенное значение для того, какие типы планет могут формироваться (и могут ли планеты образовываться вообще) в системе PZ Tel..
Поскольку PZ Tel B находится так близко к своей родительской звезде, необходимы специальные методы, чтобы отличить слабый свет компаньона от света главной звезды. PZ Tel B отделен от PZ Tel A на 0,33 угловых секунды, что эквивалентно десятицентовой монете, видимой на расстоянии 7 миль (11 км).
Чтобы сделать снимки так близко к звезде, команда использовала систему адаптивной оптики в сочетании с коронографом, чтобы блокировать избыточный звездный свет, а затем применила к изображениям специальные методы анализа для обнаружения PZ Tel B и измерить его орбитальное движение.
PZ Tel B был обнаружен с помощью коронографа ближнего инфракрасного диапазона, или NICI, самого мощного высококонтрастного прибора, предназначенного для визуализации коричневых карликов и внесолнечных планет вокруг других звезд. NICI может обнаруживать спутники в 1 миллион раз слабее, чем звезда-хозяин, на расстоянии всего 1 угловой секунды.
Международная группа исследователей, набранная со всего сообщества Gemini Telescope, в настоящее время проводит исследование 300 звезд с NICI, крупнейшее исследование высококонтрастных изображений, проведенное на сегодняшний день.
Лидер кампании NICI Майкл Лю сказал: «Мы только начинаем собирать множество конфигураций солнечных систем вокруг таких звезд, как Солнце. Уникальные возможности NICI предоставляют нам мощный инструмент для изучения их составляющих с помощью прямой визуализации."
Открытие PZ Tel B описано в статье, опубликованной Astrophysical Journal Letters.