Ένα σπάνιο τετραπλό αστρικό σύστημα, το πρώτο του είδους του, που ανακαλύφθηκε από αστρονόμους, θα μπορούσε να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση των λεγόμενων «αποτυχημένων αστεριών» ή καφέ νάνων.
Αυτά τα ουράνια σώματα έχουν το δυσμενές παρατσούκλι επειδή, παρά το γεγονός ότι σχηματίζονται όπως ένα κανονικό αστέρι, «αποτυγχάνουν» να συγκεντρώσουν αρκετή μάζα ώστε να ξεκινήσει η πυρηνική σύντηξη υδρογόνου σε ήλιο στον πυρήνα τους, η διαδικασία που ορίζει τι είναι ένα αστέρι. Οι καφέ νάνοι είναι σχετικά μυστηριώδεις, καθώς είναι δύσκολο να παρακολουθήσει κανείς πώς αλλάζουν τα χαρακτηριστικά τους με την πάροδο του χρόνου.
Χαρακτηριστικά του συστήματος UPM J1040−3551 AabBab
Το σύστημα, που ονομάζεται UPM J1040−3551 AabBab και βρίσκεται περίπου 82 έτη φωτός από τη Γη, είναι ένα εξαιρετικά σπάνιο ιεραρχικό τετραπλό αστρικό σύστημα που περιέχει ένα ζεύγος ψυχρών καφέ νάνων που περιστρέφονται γύρω από ένα ζεύγος νεαρών κόκκινων νάνων. Οι δύο διπλές αστρικές ομάδες απέχουν 1.656 φορές την απόσταση Γης-Ήλιου, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζονται πάνω από 100.000 γήινα χρόνια για να ολοκληρώσουν μια τροχιά.
Ανακάλυψη μέσω Gaia και WISE
Η ομάδα ανακάλυψε τη φύση του UPM J1040−3551 AabBab χρησιμοποιώντας το διαστημικό σκάφος παρακολούθησης αστεριών Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και το Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) της NASA για να μετρήσει τη γωνιακή ταχύτητα των συστατικών του. Αυτό τους επέτρεψε να δουν ότι οι Aab (το αστρικό ζεύγος Aa και Ab) και Bab (το ζεύγος καφέ νάνων Ba και Bb) κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση με την ίδια γωνιακή ταχύτητα.
Σταθερότητα και ιεραρχική δομή
«Αυτό που καθιστά την ανακάλυψη ιδιαίτερα συναρπαστική είναι η ιεραρχική φύση του συστήματος, η οποία είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της τροχιάς του σε μεγάλο χρονικό διάστημα», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας Zenghau Zhang από το Πανεπιστήμιο Nanjing.
«Αυτά τα δύο ζεύγη αντικειμένων περιστρέφονται το καθένα ξεχωριστά για δεκαετίες, ενώ ταυτόχρονα τα ζεύγη κινούνται γύρω από ένα κοινό κέντρο μάζας σε περίοδο μεγαλύτερη των 100.000 ετών».
Ανάλυση των αστρικών συστατικών
Παρά το γεγονός ότι τα αστέρια του Aab είναι τα φωτεινότερα μέρη του τετραπλού συστήματος, είναι τόσο αμυδρά που για να γίνουν ορατά με γυμνό μάτι θα έπρεπε να βρίσκονται σε απόσταση όχι μεγαλύτερη από 1,5 έτος φωτός από τη Γη. Εκπέμποντας ελάχιστο ή καθόλου ορατό φως, το ζεύγος καφέ νάνων Bab είναι περίπου 1.000 φορές πιο αμυδρό από τους γονικούς κόκκινους νάνους και μπορεί να παρατηρηθεί μόνο στο υπέρυθρο.
Η φύση των τεσσάρων συστατικών επιβεβαιώθηκε μέσω φασματοσκοπίας, με το ζεύγος Aab να εξετάζεται σε οπτικό φως με το Goodman spectrograph στο SOAR Telescope, ενώ το Bab επιβεβαιώθηκε σε υπέρυθρο με τη βοήθεια του TripleSpec εργαλείου του SOAR.
Μάζες και θερμοκρασίες
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι και τα δύο αστέρια του Aab έχουν μάζες περίπου 17% της μάζας του Ήλιου και θερμοκρασίες περίπου 2.900 °C (5.300 °F).
Οι καφέ νάνοι του Bab έχουν μάζες μεταξύ 10 και 30 φορές της μάζας του Δία (0,01–0,03 φορές της μάζας του Ήλιου) και θερμοκρασίες μεταξύ 420 °C και 550 °C (788–1.020 °F), καθιστώντας τα σπάνια παραδείγματα καφέ νάνων τύπου T.
Σημασία για την αστρονομία
«Πρόκειται για το πρώτο τετραπλό σύστημα που ανακαλύφθηκε ποτέ με ζεύγος καφέ νάνων τύπου T να περιστρέφεται γύρω από δύο αστέρια», δήλωσε η MariCruz Gálvez-Ortiz από το Κέντρο Αστροβιολογίας στην Ισπανία.
«Η ανακάλυψη παρέχει ένα μοναδικό κοσμικό εργαστήριο για τη μελέτη αυτών των μυστηριωδών αντικειμένων».
Το σύστημα μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση του προβλήματος «ηλικίας-μάζας» των καφέ νάνων, καθώς η ηλικία των συνοδών αστέρων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σημείο αναφοράς. Η H-alpha εκπομπή από το φωτεινότερο ζεύγος δείχνει ότι το σύστημα είναι σχετικά νεαρό, μεταξύ 300 εκατομμυρίων και 2 δισεκατομμυρίων ετών.
Ο Adam Burgasser, από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, San Diego δήλωσε σχετικά: «Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σημείο αναφοράς για την ηλικία και ως σημείο αναφοράς για τη μάζα, εάν μπορέσουμε να παρακολουθήσουμε την τροχιά του ζεύγους καφέ νάνων».
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.