Astronomové objevili skryté společníky jasných hvězd

Fotografování slabých objektů blízko jasných hvězd je neuvěřitelně obtížné. Přesto se to vědcům podařilo kombinací dat z kosmického dalekohledu Gaia (ESA) a z přístroje GRAVITY (ESO) na pozemském dalekohledu VLT. Pořídili první snímky dosud neviděných matných společníků osmi jasných hvězd. Tato technika odemyká vzrušující možnost pořídit snímky planet obíhajících blízko jejich hostitelských hvězd.

Zkoušeli jste někdy vyfotit světlušku vedle jasného pouličního osvětlení? Je pravděpodobné, že vše, co na snímku uvidíte, jsou odlesky světla od sloupu lampy. To je stejný problém, kterému čelí astronomové pronásledující slabé, malé hvězdy nebo planety vedle jasných hvězd.

Mezinárodní tým astronomů pod vedením Thomase Winterhaldera z Evropské jižní observatoře (ESO) začal tento problém řešit prohledáváním katalogu vytvořeného na základě pozorování družice Gaia, který uvádí stovky tisíc hvězd, u nichž existuje podezření, že mají společníka.

Přestože doprovodné objekty nejsou dostatečně jasné, aby je Gaia viděla přímo, jejich přítomnost vede k drobnému kolísání poloh svítivějších hostitelských hvězd, které může měřit pouze Gaia.

V katalogu hvězdných drah tým kolem satelitu Gaia identifikoval osm hvězd, na které se zaměřil GRAVITY, pokročilý interferometr pro oblast blízkého infračerveného záření na Very Large Telescope na Cerro Paranal v Chile. GRAVITY kombinuje infračervené světlo z různých dalekohledů k zachycení drobných detailů ve slabých objektech technikou zvaná interferometrie. Výzkum byl publikován v časopise Astronomy & Astrophysics.

Díky jedinečně ostrému a citlivému oku přístroje GRAVITY tým zachytil světelný signál všech osmi předpokládaných společníků, z nichž sedm bylo dříve neznámých. Tři ze společníků jsou velmi malé a slabé hvězdy, zatímco dalších pět jsou hnědí trpaslíci. Jsou to nebeské objekty mezi planetami a hvězdami: hmotnější než nejtěžší z planet, ale lehčí a slabší než nejlehčí z hvězd.

Jeden z hnědých trpaslíků spatřených v této studii obíhá svou hostitelskou hvězdu ve stejné vzdálenosti jako Země kolem Slunce. Je to poprvé, co mohl být hnědý trpaslík tak blízko své hostitelské hvězdy přímo zobrazen.

„Ukázali jsme, že je možné zachytit obraz slabého společníka, i když obíhá velmi blízko svého jasného hostitele,“ vysvětluje Thomas Winterhalder. „Tento úspěch podtrhuje pozoruhodnou synergii mezi Gaiou a GRAVITY. Pouze Gaia dokáže identifikovat tak těsné systémy hostící hvězdu a 'skrytého' společníka, a poté může GRAVITY převzít kontrolu a zobrazit menší a slabší objekt s nebývalou přesností.“

„V našich pozorováních fungují data z družice Gaia jako jakýsi ukazatel,“ pokračuje Thomas Winterhalder. „Část oblohy, kterou můžeme vidět pomocí přístroje GRAVITY, je totiž velmi malá, takže potřebujeme vědět, kam se dívat. Bezpříkladně přesná měření pohybů a pozic hvězd na základě pozorování družicí Gaia jsou nezbytná pro nasměrování našeho přístroje správným směrem na obloze.“

Komplementarita družice Gaia a přístroje GRAVITY přesahuje použití dat satelitu Gaia k plánování následných pozorování a umožnění detekce. Kombinací těchto dvou datových souborů byli vědci schopni „zvážit“ jednotlivé nebeské objekty samostatně a rozlišit hmotnost hostitelské hvězdy a příslušného společníka.

Přístroj GRAVITY také měřil kontrast mezi doprovodnou a hostitelskou hvězdou v celém rozsahu vlnových délek v infračervené oblasti. V kombinaci s odhady hmotnosti umožnily tyto znalosti týmu posoudit věk společníků.

Překvapivě se ukázalo, že dva z hnědých trpaslíků svítili méně, než by se dalo očekávat vzhledem k jejich velikosti a věku. Možným vysvětlením by mohlo být, že sami trpaslíci mají ještě menšího společníka.

Zdroj: https://phys.org/news/2024-06-scientists-hidden-companions-bright-stars.html a https://scitechdaily.com/gaia-and-gravity-unmask-brown-dwarfs-lurking-near-bright-stars/

autor: František Martinek