8つの明るい恒星の近くで宇宙に隠された物体を検出

確かに、すでに薄暗い光の要素の写真を撮ろうとしたことがありますが、別のより明るい光源 (灯台など) に近づいた場合、単一の明るい輝きしか見えず、画像は完全に失敗しました。これは、明るい星の近くの小さくて暗い星や惑星を追う天文学者が直面する問題とまったく同じです。

この問題を解決するために、ヨーロッパ南天天文台( ESO )の科学者トーマス・ヴィンターハルダー率いる国際天文学者チームは、ガイア( ESAの宇宙望遠鏡)が作成したカタログの検索を開始した。そこには、疑わしい数十万の星がリストされている。仲間がいること。

ESAによると、ESAのガイア宇宙望遠鏡からのデータとESOの地球上の重力計器のデータを組み合わせることで、科学者たちは、これまで目に見えなかった8つの輝く恒星の暗い伴星からの最初の光の兆候を捉えることに成功したという。

恒星軌道のガイアカタログで、研究チームは、セロパラナルにあるESOの超大型望遠鏡に搭載された最新の近赤外線干渉計であるGRAVITYによって観測される8つの星を特定した。 GRAVITY は、さまざまな望遠鏡からの赤外光を組み合わせて、暗い天体の細部を捕捉します。これは干渉法と呼ばれる技術です。

「私たちは、明るい伴星に非常に近い軌道を周回しているときでも、暗い伴星を撮像することが可能であることを示しました」とトーマス氏は説明します。 「この成果は、Gaia と GRAVITY の間の驚くべき相乗効果を際立たせています。恒星と「隠れた」伴星を収容するほどコンパクトな系を特定できるのはガイアだけであり、GRAVITY は最も小さく、最も暗い天体を前例のない精度で画像化することができます。」

GRAVITY の非常に鋭く敏感な「目」のおかげで、チームは 8 人の仲間の光信号を捕捉しました (そのうち 7 人はこれまで知られていなかった)。伴星のうち 3 つは非常に小さく暗い星で、他の 5 つは褐色矮星です。それらは惑星と星の間に位置する天体です。最も重い惑星よりも重いですが、最も軽い星よりも軽くて暗いです。

この研究で検出された褐色矮星の 1 つは、太陽から地球と同じ距離で主星を周回しています。褐色矮星が主星のすぐ近くで直接撮影されたのはこれが初めてです。

ガイアの観測から推測される小さな伴星は、通常、数十ミリ秒の小さな分離角で発見され、これは 100 キロメートルの距離から見た場合のユーロ硬貨程度の大きさです。

「私たちの観察では、ガイアのデータは一種の信号として機能します」とトーマス氏は続けます。 「GRAVITY で見える空の部分は非常に小さいので、どこを見るべきかを知る必要があります。ガイアによる星の動きと位置の比類のない正確な測定は、重力計器を空の正しい方向に向けるのに不可欠です」と彼は述べた。

Gaia とGRAVITYの相補性は、Gaia データを使用して追跡観測を計画し、検出を可能にするだけではありません。 2 つのデータセットを組み合わせることで、科学者は個々の天体の「重さを量り」、主星の質量とそれぞれの伴星の質量を区別することができました。

GRAVITY はまた、伴星と主星の間のコントラストを赤外線のさまざまな波長で測定しました。この知識を質量推定値と組み合わせることで、チームは仲間の年齢を評価することができました。驚いたことに、褐色矮星のうち 2 つは、その大きさと年齢を考えると、予想よりも明るさが低いことが判明した。これについて考えられる説明は、ドワーフ自身にさらに小さな仲間がいたということかもしれません。

以前の研究では、天文学者はガイアと別の地上の天文台からのデータを使用して、ガス巨大系外惑星の画像を作成しました。この惑星は、地球と太陽の間の距離の約 17 倍の距離で主星の周りを公転し、この新しい結果で GRAVITY によって撮影された伴星の典型的な分離よりもかなり広い角度で空をたどっています。

「空で近くのペアの小さな動きを検出する能力は、ガイアのミッションに特有のものです。第 4 回データ リリース (DR4) の一部として利用可能になる次のカタログには、より小型の伴星を含む可能性のある星のさらに豊富なコレクションが含まれる予定です」と ESA 科学者のヨハネス・サールマンはコメントしています。 「この結果は、銀河系内の惑星の探索に新たな道を切り開き、新たな遠い世界を垣間見ることができると期待されています」と彼は述べた。

ニュース参照:

ウィンターハルダー、TO et al 。 ガイアと重力の組み合わせ: 新たに直接検出された 5 つの恒星下伴星を特徴づけます。天文学と天体物理学、2024 年。