Jarum kerdil coklat diukur buat kali pertama • Alexander Sergeyev • Berita sains mengenai "Unsur" • Astronomi

Jisim kerdil coklat diukur buat kali pertama

Sistem kerdil perang berganda (Rajah Dari www.news.wisc.edu)

12 tahun pemerhatian yang teliti terhadap sistem binari di Orion Nebula buat kali pertama membolehkan para astronom mengukur secara langsung massa kerdil coklat.

Kerdil coklat adalah objek yang menengah antara planet dan bintang. Seperti bintang-bintang biasa, kerdil coklat dibentuk dari awan debu gas interstellar yang berkontrak di bawah tindakan graviti diri. Apabila dimampatkan, bahan itu dipanaskan dan mula bersinar terutamanya dalam julat inframerah. Walaubagaimanapun, tidak seperti bintang penuh, kerdil coklat tidak mempunyai jisim yang cukup, sehingga di kedalaman mereka ada syarat untuk reaksi termonuklear. Oleh itu, satu-satunya sumber tenaga sepanjang hayat kerdil coklat adalah penguncupan graviti yang perlahan.

Diyakini bahawa orang ramai kerdil coklat terletak di antara 13 hingga 75 orang Jupiter atau dari 1.3 hingga 7.2% jisim Matahari. Batasan bersyarat ini dibentuk dari pertimbangan teori. Model numerik struktur dalaman bintang menunjukkan bahawa dengan massa kurang daripada 7% solar dalam bola gas yang memampatkan, suhu dan nilai kepadatan tidak tercapai,perlu untuk memulakan reaksi termonuklear. Ini menentukan had massa atas untuk kerdil coklat. Had yang lebih rendah adalah lebih bersyarat. Rupa-rupanya, objek dengan jisim 1% jisim Matahari dan kurang tidak dapat dibentuk secara bebas semasa keruntuhan gas antara bintang dan awan debu. Objek kecil sedemikian hanya terbentuk dalam cakera protoplanet yang mengorbit bintang-bintang yang lebih besar. Dan ini membawa kepada perbezaan yang ketara dari bintang-bintang dalam komposisi kimia dan struktur, yang tipikal untuk planet.

Walau bagaimanapun, semua ini – walaupun agak yakin, tetapi masih kesimpulan teoritis semata-mata. Sehingga baru-baru ini, ahli astronomi tidak mempunyai satu penentuan yang boleh dipercayai mengenai massa massa kerdil coklat. Dalam astronomi, jisim adalah parameter yang paling penting bagi sesuatu objek, tetapi ia sering sukar untuk mengukur dengan pasti, kerana sifat sinaran yang dipancarkan oleh objek tidak secara langsung berkaitan dengan jisimnya.

Massa sendiri hanya dimanifestasikan dalam tarikan gravitasi yang bertindak pada objek-objek sekitarnya. Oleh itu, untuk menentukan jisim, adalah perlu bahawa objek yang menarik kepada kami menjadi sebahagian daripada sistem binari. Menghidupkan pusat jisim yang sama, objek kemudian akan menghampiri pemerhati, kemudian berpindah dari situ.Ini membolehkan kesan Doppler menentukan tempoh peredaran dan nisbah jisim komponen sistem.

Walau bagaimanapun, untuk mendapatkan nilai mutlak jisim objek tidak mencukupi. Ia juga perlu untuk mengetahui secara tepat pada sudut apa sudut garis pandangan satah sistem binari cenderung. Dalam kebanyakan kes, sudut ini tidak boleh ditentukan, tetapi terdapat satu pengecualian yang berharga. Sekiranya orbit itu beralih kepada kita hampir tepat sebagai kelebihan, maka dari masa ke masa kita akan memerhatikan gerhana dalam sistem berganda, di mana satu bintang mengaburi yang lain dan jumlah kecerahan yang jelas sistem berkurang untuk seketika. Mengenai sistem perduaan yang mengalir-pemboleh ubah seperti itu dengan ketepatan yang baik, dapat dikatakan bahawa satah orbitnya berorientasi sepanjang garis penglihatan.

Dua belas tahun lalu, sekumpulan ahli astronomi Amerika dari Vanderbilt University dan Space Telescope Institute (STScI) bertuah mencari Orion Nebula, salah satu zon pembentukan bintang aktif yang paling dekat kepada kita, kira-kira 500 parsec yang jauh – sepasang kerdil coklat yang membentuk sistem pembolehubah yang sangat kaya. Sejak itu, di Balai Cerap Negara Kitt Peak, Balai Cerap Angkatan Laut Amerika (A.S.Balai Cerap Naval), serta di Observatorium Inter-Amerika Sierra Tololo dan Observatorium Selatan Gemini di Chile, sistem ini dipantau secara berkala.

Sejumlah 1600 pemerhatian dibuat lebih dari 300 malam, menurut kenyataan akhbar dari University of Wisconsin-Madisson, di mana salah seorang pengarang bekerja. Ini membolehkan untuk menentukan dengan ketepatan yang tinggi parameter-parameter orbit dalam sistem binari, dan sudah oleh mereka massa dari dua komponen sistem. Mereka berjumlah 5.4 dan 3.4% daripada jisim Matahari (57 dan 36 massa Jupiter). Dari lengkung cahaya semasa gerhana, ia juga mungkin untuk menentukan dimensi linear kerdil coklat. Radius objek yang lebih besar ternyata menjadi 6 kali jejari Musytari, dan yang kedua – 4.6 kali lebih besar. Ini berjumlah 67 dan 51% daripada jejari matahari. Oleh itu, walaupun massa yang rendah, kerdil coklat masih lebih seperti bintang daripada planet.

Pengukuran langsung jisim dan saiz kerdil coklat sangat penting untuk pembinaan model teoretis mereka. Tetapi yang lebih penting lagi, kini boleh memperjelaskan parameter fizikal kerdil coklat lain dengan mengaitkan ciri-ciri radiasi yang diperhatikan kepada massa dan saiz objek.

Benar, tugas yang terakhir adalah rumit oleh satu hasil yang tidak diduga dari suatu kajian baru. Ternyata permukaan kerdil coklat yang kurang besar lebih panas daripada yang lebih besar. Tidak ada model teoritis yang meramalkan ini. Bagi bintang (urutan utama), peraturan juga diperhatikan: lebih besar, lebih panas. Tidak jelas mengapa ia dilanggar dalam kes kerdil coklat. Ahli teori masih tidak mahu mengakui bahawa ini adalah manifestasi dari beberapa corak yang tidak diketahui dan cenderung untuk mencari penjelasan dalam ciri-ciri ini sepasang kurcaci coklat tertentu.

Alexander Sergeev

Sumber:
Keivan Stassun, Robert Mathieu, Jeff Valenti, Penemuan dua kerdil coklat melampaui sistem binari, Alam 440, 311-314, 16 Mac 2006.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: