Виявлено старезний двійник Сонця

VLT дав нові ключі для відкриття таємниці літію

Міжнародна група вчених під керівництвом астрономів із Бразилії ідентифікувала та дослідила на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO найстарішу з наразі відомих зірок-двійників Сонця - зорю HIP 102152. Розташована на відстані 250 світлових роках від Землі, вона із Сонцем має більше спільного, ніж будь-який інший його двійник, за винятком того, що Сонце молодше від зорі майже на чотири мільярди років. Тепер є унікальна можливість побачити, як виглядатиме Сонце через купу років. До того ж, нові спостереження вперше дозволили встановити важливий зв'язок між віком зорі та вмістом літію у ній. І нарешті, вони дозволяють припустити, що навколо HIP 102152 ймовірно є кам'янисті планети земного типу.

Астрономи спостерігають Сонце в телескопи всього близько 400 років. Це крихта часу у порівнянні з його віком, якому більше чотирьох мільярдів років. Вельми важко досліджувати минуле та майбутній розвиток нашої зорі, тому нам доводиться розшукувати серед зірок рідкісні приклади таких, які можна назвати "сонячними двійниками" на різних стадіях їх еволюції. Наразі астрономи знайшли зорю, котра по суті є повністю схожа на Сонце за своїми характеристиками, але на чотири мільярди років старіша. Вона наче живий взірець "парадоксу близнюків" для зірок [1].
Хорхе Мелендес (Університет Сан Пауло, Бразилія), очільник дослідницької групи та співавтор статті пояснює: "Протягом десятиліть астрономи шукали сонячних близнюків, щоб краще зрозуміти нашу життєдайну зорю. Але знайти їх вдалося дуже небагато, а перший був виявлений тільки у 1997 році. Зараз ми отримуємо із телескопом VLT спектри надвисокої якості і можемо вивчати ці об'єкти з дуже великою точністю. Це допоможе зрозуміти, чи є Сонце особливим".
Група досліджувала два сонячних двійники [2]. Вважалося, що один із них (18 Скорпіона) молодший від Сонця, а інший (HIP 102152) старший. Було застосовано спектрограф UVES на Дуже Великому Телескопі (VLT) в обсерваторії ESO Паранал, щоб розщепити зоряне світло на його кольорові складові, що дозволяє докладно вивчити хімічний склад та інші властивості зорі.
Вчені виявили, що зоря HIP 102152 в сузір'ї Козерога є найстарішим із усіх відомих двійників Сонця. Її вік оцінюється у 8.2 мільярда років, у той час, як Сонцю всього 4.6 мільярда. Підтвердилось і те, що 18 Скорпіона молодша за Сонце — їй тільки 2.9 мільярда років.
Вивчення старезного двійника Сонця HIP 102152 дозволяє вченим передбачити, що може трапитися з нашої зорею, коли вона досягне такого віку. Вдалося зробити значне відкриття. "Одним із питань, які ми хотіли розглянути - це те, чи є Сонце типовою зорею за своїм хімічним складом", - каже Мелендес: "І найважливіше питання: чому у нього такий незвично низький вміст літію?".
Літій - третій елемент періодичної таблиці Менделєєва, утворився під час Великого Вибуху поряд з воднем і гелієм. Астрономи вже багато років не можуть зрозуміти, чому в деяких зорях виявляється менше літію, ніж в інших. Нові спостереження HIP 102152 дозволили вченим зробити великий крок до вирішення цієї таємниці: вдалося встановити чіткий взаємозв’язок між віком сонцеподібної зорі та змістом літію в ній.
На Сонці зараз залишився всього 1% літію від тієї його кількості, що був у речовині, з якої Сонце утворилося. Дослідження більш молодих сонячних двійників дало зрозуміти, що вони містять значно більше літію, але до останнього часу вченим не вдавалося встановити чітку залежність між віком зорі та вмістом літію в ній [3].
ТалаВанда Монро (Університет Сан Пауло, Бразилія), провідний автор нової статті, укладає: "Ми виявили, що HIP 102152 має дуже низький вміст літію. Це вперше чітко доводить, що більш старі сонячні двійники дійсно мають менші запасами літію, ніж Сонце або його молоді "близнюки". Тепер ми можемо бути впевнені, що літій в зорях якимось чином руйнується із часом їх старіння, і що вміст літію у Сонці є нормальним для його віку". [4]
Останній штрихом цієї історії є те, що у HIP 102152 виявилася незвичайна особливість хімічного складу, яка трохи відрізняє цю зірку від більшості сонячних двійників, та проте робить її іще більш схожою до Сонця. У обох світил виявляється дефіцит тих елементів, які в достатку присутні в метеоритах і на Землі. Можливо, це вказує на існування поряд із HIP 102152 землеподібних кам'янистих планет [5].

Примітки

[1] Багато людей чули про парадокс близнюків: один близнюк відправляється у космічну подорож і повертається на Землю молодим за свого брата. Хоча тут нема ніякої подорожі у часі, ми бачимо два абсолютно різних віки для цих двох дуже схожих зірок - це наче "портрети" Сонця на різних стадіях його життя.
[2] Сонячні двійники, або зорі сонячного типу - це категорії зірок, що мають схожі властивості до нашого Сонця: подібні маси, температури та хімічний склад. Вони рідкісні, проте інші класи, де схожість до Сонця є менш точною, зустрічаються набагато частіше.
[3] Попередні дослідження показали, що вміст літію у зорі також можуть бути порушеним, якщо навколо останньої є планети-гіганти (eso0942, eso0118, стаття в Nature), проте навколо них було обговорення (ann1046).
[4] Досі незрозуміло, як саме відбувається розпад літію в зорях, хоча було запропоновано кілька механізмів перенесення літію з поверхні зорі в її глибші шари, де він потім розпадається.
[5] Якщо зоря містить менші кількості хімічних елементів, які ми зазвичай знаходимо в кам'янистих тілах, це означає, що навколо неї ймовірно обертаються планети земної групи. Оскільки ті елементи витрачаються на утворення подібних планет із матерії протопланетного диску, то їх мало попадає на власне зорю. Ідея, що навколо HIP 102152 є такі планети, підкріплюється тим, що виміри радіальних швидкостей даної зорі за допомогою спектрографа HARPS ESO вказують на відсутність планет-гігантів в межах її "поясу життя". Це збільшує ймовірність існування схожих на Землю планет навколо HIP 102152, бо в системах із планетами-гігантами близько від материнської зорі, шансів знайти планети земного типу набагато менше, оскільки ці невеликі кам'янисті тіла постійно порушуються сусідами-гігантами.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “High precision abundances of the old solar twin HIP 102152: insights on Li depletion from the oldest Sun”, by TalaWanda Monroe et al. котра опублікована в Astrophysical Journal Letters.

Науково-дослідна група у складі TalaWanda R. Monroe, Jorge Meléndez (Universidade de São Paulo, Brazil [USP]), Iván Ramírez (The University of Texas at Austin, USA), David Yong (Australian National University, Australia [ANU]), Maria Bergemann (Max Planck Institute for Astrophysics, Germany), Martin Asplund (ANU), Jacob Bean, Megan Bedell (University of Chicago, USA), Marcelo Tucci Maia (USP), Karin Lind (University of Cambridge, UK), Alan Alves-Brito, Luca Casagrande (ANU), Matthieu Castro, José-Dias do Nascimento (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Brazil), Michael Bazot (Centro de Astrofísica da Universidade de Porto, Portugal) та Fabrício C. Freitas (USP).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

• Research paper
• FAQ about ESO and Brazil
• Photos of the VLT

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org
TalaWanda R. Monroe
Universidade de São Paulo
São Paulo, Brazil
Телефон: +55 11 3091 2815
Email: tmonroe - at - usp.br (replace "- at - " with "@")
Jorge Meléndez
Universidade de São Paulo
São Paulo, Brazil
Телефон: +55 11 3091 2840
Email: jorge.melendez@iag.usp.br
Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1337.

Джерело: ESO Ukraine      

ALMA дивиться драму про народження зірок

Астрономи, використавши Великий Міліметрово-субміліметровий масив Атаками (ALMA), отримали живе докладне зображення витоку матерії від новонародженої зорі. Спостерігаючи світіння молекул монооксиду вуглецю в об'єкті, званому Herbig-Haro 46/47, вони виявили, що викиди матерії із нього є іще більш енергійними, ніж це вважалося раніше. Дуже докладні нові зображення також виявили раніше непомічений потік (джет) в зовсім іншому напрямку.

Молоді зорі є "несамовитими" об'єктами, що вивергають із себе матерію зі швидкостями вище, ніж один мільйон кілометрів на годину. Коли та матерія врізається в газову хмару навколо зорі, то виникає світіння, котре власне і називають об’єктом Хербіга-Аро [1]. Їх гарним взірцем є Herbig-Haro 46/47, котрий перебуває у південному сузір’ї Вітрил, на відстані 1400 світлових років від Землі. Згаданий об’єкт досліджували із ALMA на стадії "ранньої науки", тобто під час побудови телескопу, задовго до його остаточного завершення.
Нові зображення показують подробиці у двох струменях матерії, один з яких у напрямі до Землі, а інший у протилежному. Той інший струмінь був майже непомітний на більш ранніх знімках, зроблених у видимому світлі, через затемнення пилом хмар, котрі оточують новонароджену зорю. ALMA не тільки надав набагато більш чіткі зображення, ніж попередні телескопи, але також дозволив астрономам провести вимірювання того, як швидко потік сяючої речовини рухається у просторі.
Дані нові спостереження Herbig-Haro 46/47 показали, що деякі із частин викинутої матерії мають швидкості набагато вищі, ніж їх дали попередні вимірювання. Це означає, що витоки газу несуть набагато більше енергії та імпульсу, ніж вважалося раніше.
Очільник групи астрономів та перший автор нового дослідження, Ектор Арс (Єльський Університет, США) пояснює: "Неймовірна чутливість ALMA дозволяє виявляти раніше небачені риси цього об’єкту, як ось цей дуже швидкий потік речовини. Дане джерело також може слугувати хрестоматійним прикладом простої моделі, де молекулярний відтік генерується ширококутним вітром від молодої зорі".
Результати даних досліджень були отримані всього за п'ять годин роботи із ALMA, коли телескоп перебував на стадії будівництва. Зауважимо, що спостереження подібної якості із іншими телескопами потребували б часу в десятки разів більшого.
"Подробиці у Herbig-Haro 46/47 приголомшують. Можливо, іще більш інтригуючим є те, що ми тільки почали такі спостереження. У майбутньому ALMA надасть нам іще кращі зображення за такий же час застосування", - додає Стюарт Кордер (Об'єднана обсерваторія ALMA, Чилі), співавтор нової статті.
Дієго Мардонес (Університет Чилі), інший співавтор, підкреслює: "Дана система схожа на найбільш ізольовані зорі із низькими масами, котрі перебувають на стадії формування та народження. Проте вона незвична, оскільки потік зіштовхується із газовою хмарою по один бік від молодої зорі, а виходить із хмари з іншого боку. Це робить його відмінною системою для вивчення впливу зоряного вітру на материнську хмару, з якої утворилась молода зоря".
Чіткість та чутливість, досягнуті в даних спостереженнях із ALMA, також дозволили науково-дослідній групі виявити несподівану частину потоку, що схоже виходить із менш масивного компаньйона молодої зорі. Цей вторинний відтік видно майже під прямим кутом до головного об'єкту: схоже на те, що він сам по собі "свердлить" навколишню хмару.
Арс укладає: "ALMA дозволив виявити подробиці у спостережуваному витоку набагато більш чітко, ніж у попередніх дослідженнях. Це свідчить, що на нас чекають багато несподіванок та захоплюючих відкриттів із повністю побудованим телесопом. ALMA однозначно звершить революцію на царині дослідження зореутворення!".

Примітки

[1] Астрономи Джордж Хербіг та Гільєрмо Аро не були першими, хто побачив один із об'єктів, котрі зараз носять їх імена, але вони були першими, хто докладно дослідив спектри цих дивних об'єктів. Також вони зрозуміли, що то не просто скупчення газу та пилу, котрі відбивають світло або ж сяють під впливом ультрафіолетового випромінювання молодих зірок, а новий клас об'єктів, де мають місце ударні хвилі від матерії, що із високими швидкостями вивергається в регіонах зореутворення.

Детальніше

Великий Міліметрово-субміліметровий Масив Атакама (ALMA) є міжнародним астрономічним об’єктом. Він являється партнерством Європи, Північної Америки та Східної Азії у співпраці з Республікою Чилі. ALMA в Європі фінансується ESO, в Північній Америці - Національним Науковим Фондом США (NSF) у співпраці з Національною Радою Досліджень Канади (NRC) і Національною Науковою Радою Тайваню (NSC), в Східній Азії - Національними Інститутами Природничих Наук (NINS) Японії в співпраці з Академією Сініца (AS) на Тайвані. Будівництво та управління ALMA від імені Європи проводить ESO, від імені Північної Америки - Національна Радіоастрономічна Обсерваторія (NRAO), яка управляється корпоративною Асоціацією Університетів (AUI), від імені Східної Азії - Національна Астрономічна Обсерваторія Японії (NAOJ). Спільна Обсерваторія ALMA (JAO) забезпечує єдине керівництво та управління будівництвом, введення в експлуатацію та експлуатацію ALMA.
Дане дослідження представлене у статті "ALMA Observations of the HH 46/47 Molecular Outflow" by Héctor Arce et al, котра вийшла у Astrophysical Journal.
Науково-дослідна група у складі Héctor G. Arce (Yale University, New Haven, USA), Diego Mardones (Universidad de Chile, Santiago, Chile), Stuartt A. Corder (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chile), Guido Garay (Universidad de Chile), Alberto Noriega-Crespo (Infrared Processing and Analysis Center, California Institute of Technology, Pasadena, USA) та Alejandro C. Raga (Instituto de Ciencias Nucleares, Mexico).
Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

• Research paper
• More about ALMA
• Photos of ALMA

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org
Héctor Arce
Yale University
New Haven, USA
Телефон: +1 203 432 3018
Email: hector.arce@yale.edu
Diego Mardones
Universidad de Chile
Santiago, Chile
Телефон: + 56 2 977 1143
Email: dmardone@das.uchile.cl
Stuartt Corder
Joint ALMA Observatory
Santiago, Chile
Email: scorder@alma.cl
Lars Lindberg Christensen
Head, ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Стільниковий: +49 173 38 72 621
Email: lars@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1336.

Джерело: ESO Ukraine     

Дивна пара

Дві дуже різних газові хмари в сусідній галактиці

Дуже Великий Телескоп (VLT) захопив чудову область зореутворення у Великій Магеллановій Хмарі - одній із галактик-супутниць Чумацького Шляху. Чітке зображення показує дві самобутні сяючі хмари газу: червонувату NGC 2014 та її блакитну сусідку NGC 2020. Хоча вони дуже різні, проте обидві були сформовані потужними зоряними вітрами від дуже гарячих молодих зірок, котрі також опромінюють газ, змушуючи його світитися яскравіше.

Дане зображення було одержане за допомогою Дуже Великого Телескопа (VLT) в обсерваторії ESO Паранал в Чилі - найкращому місці південної півкулі для астрономічних спостережень. Але навіть без допомоги телескопа VLT, погляд у бік південного сузір'я Золотої Риби [1] у прозору темну ніч бачить розмиту світлувату пляму, котра наче схожа на хмарину в атмосфері Землі.
Принаймні, таким могло бути перше враження дослідника Фердинанда Магеллана під час його знаменитої подорожі у південну півкулю в 1519 році. Хоча він був убитий на Філіппінах до повернення із подорожі, вцілілі члени його екіпажу оголосили про присутність цієї хмари та про її "молодшу сестру", коли повернулися в Європу. Так ці дві невеликі галактики пізніше були названі на честь Магеллана. Однак безсумнівно, що їх і раніше бачили європейські дослідники та спостерігачі у південній півкулі, хоча вони ніколи про це не повідомляли.
Велика Магелланова Хмара (ВМХ) активно породжує нові зорі. Деякі із її областей зореутворення можна побачити навіть неозброєним оком, як наприклад, знамениту туманність Тарантул. Також там є інші менші, але не теж цікаві, області, котрі телескопи можуть показати в найменших заплутаних подробицях. Дане нове зображення від VLT досліджує дивну несумісну пару: NGC 2014 та NGC 2020.
NGC 2014, рожевого відтінку хмарина праворуч, являє собою сяюче утворення головно із водню. Вона містить скупчення гарячих молодих зірок. Їх жорстке випромінювання відриває електрони від атомів навколишнього водню, іонізує його, від чого той і сяє характерним червоним світлом.
На додаток до цього сильного випромінювання, масивні молоді зірки також виробляють потужні зоряні вітри, котрі роздмухують навколишній газ, змушуючи його віддалятись. Ліворуч від основного скупчення видно окрему яскраву дуже гарячу зорю [2], навколо якої бачимо початок описаного процесу утворення порожнини, котра на вигляд наче схожа на пухир структура, звана NGC ​​2020. Виразний блакитний колір цього досить загадкового об'єкта також створюється випромінюванням гарячої зорі: цього разу воно іонізує кисень замість водню.
Разюча відмінність кольорів NGC 2014 і NGC 2020 є результатом як різного хімічного складу навколишнього газу, так і температури зірок, що спричинюють світіння хмар. Відстані між зорями та їх відповідними газовими хмарами також відіграють певну роль.
Велика Магелланова Хмара знаходиться приблизно за 163 000 світлових років від нашої галактики Чумацького Шляху, що є дуже близько за космічними масштабами. Ця близькість робить її надзвичайно важливим об’єктом астрономічних досліджень, оскільки вона може бути вивчена набагато докладніше, ніж більш віддалені системи. Вона також була один із мотивів для будівництва телескопів у південній півкулі, що призвело до створення ESO більше 50 років тому. Незважаючи на свою величезність у людському масштабі, ВМХ містить менше однієї десятої від маси Чумацького Шляху і охоплює всього 14 000 світлових років простору проти близько 100 000 світлових років для Чумацького Шляху. Астрономи відносять її до типу неправильних карликових галактик: її іррегулярність у поєднанні з помітною центральною перетинкою із зірок породжує думку, що то взаємодія із Чумацьким Шляхом та із іншою сусідньою галактикою, Малою Магеллановою Хмарою, могла стати причиною такої хаотичної форми.
Дане зображення було отримане за допомогою приймача видимого та ближнього ультрафіолетового світла FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), встановленого на телескопі VLT ESO, у рамках програми ESO Cosmic Gems [3].

Примітки

[1] Хоча сузір'я часто ототожнюють як рибу-меч, йому краще відповідає менш відома риба дорадо. Більш детальну інформацію можна знайти тут.
[2] Ця зоря є прикладом рідкісного класу зірок Вольфа-Райе. Ці об'єкти із коротко тривалим життям є дуже гарячими: їх поверхні можуть бути більш ніж у десять разів гарячішими від поверхні Сонця. Вони дуже яскраві і домінувати в регіонах навколо них.
[3] Дане зображення одержане в рамках програми Космічні Перлини ESO (ESO’s Cosmic Gems). Це новий почин виробництва астрономічних зображень для освіти та широкої пропаганди астрономії. Програма головним чином використовує час, коли стан неба не дозволяє проводити наукові спостереження, але цілком сприятливий, щоб фотографувати цікаві, захоплюючі або візуально привабливі об'єкти. Ці дані також доступні професійним астрономам завдяки науковому архіву Європейської Південної Обсерваторії.

Детальніше

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

• ESO Cosmic Gems programme
• Photos of the VLT
• Images taken with FORS
• Images taken with the VLT

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org
Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org
Переклад прес-релізу ESO eso1335.

Джерело: ESO Ukraine