Güneş Merkezinin Yeni Haritası, İkili Yıldızların Çevremizde Olduğunu Gösteriyor
Gaia uzay gözlemevinden ilk kez alınan en son yıldız verileri, astronomların, 1.3 milyonu Dünya’nın yaklaşık 3.000 ışıkyılı içinde geniş bir şekilde ayrılmış ikili yıldızlardan oluşan devasa bir 3B atlas oluşturmasına izin verdi.
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi Astrofizik Doktora öğrencisi Kareem El-Badry tarafından oluşturulan türünün tek örneği atlas, güneş benzeri yıldızların en az yarısını oluşturan ikili yıldızları ve genel olarak beyaz cüceler, dış gezegenler ve yıldız evrimini inceleyenlere bir nimet olmalıdır. Gaia’dan önce, yakın ikili yıldızların son derlemesi, artık kullanılmayan Hipparcos uydusundan gelen veriler kullanılarak birleştirilen yaklaşık 200 olası çifti içeriyordu.
El-Badry, “Bu sadece örneklem büyüklüğünde büyük bir artış” dedi. “Ve bu, ne tür evrimsel aşamalar bulduğumuzda bir artış. Örneğimizde, sadece 17.000 beyaz cüceye sahibiz ve bu çok daha büyük bir sayı.”
Beyaz cüceler çoğu yıldızın son aşamalarıdır; Güneş muhtemelen 5 milyar yıl içinde kompakt bir beyaz cüce olarak sona erecek. El-Badry’nin atlası, iki beyaz cüce ve bir beyaz cüce ve başka bir yıldız türünden 16.000 ikili dosyadan oluşan 1.400 sistem içerir.
Bununla birlikte, 2,6 milyon bireysel yıldızın büyük çoğunluğu hala yaşamlarının ilk aşamasındadır. Gökbilimciler, parlaklığa karşı sıcaklığı gösteren bir grafik üzerine çizildiklerinde bir çizgi boyunca kümelendikleri için onlara ana dizi yıldızları diyorlar.
El-Badry, bu kadar büyük bir örneklem büyüklüğü ile bu yıldız ikizlerinin nüfus demografisini yapmanın mümkün olduğunu belirterek, şu gibi sorular sordu: Tüm bu ikili sistemlerde iki yıldızın kütle oranlarının dağılımı nedir? Ayrılıkları veya eksantriklikleri nasıl dağıtılır?
El-Badry, beyaz cücelere normal yıldızlarla mümkün olandan daha kesin bir şekilde bir yaş atanabildiğinden, gelecekte beyaz cüce ikililerine odaklanmayı planlıyor. Beyaz cüceler değişirken, güneş gibi ana dizi yıldızları milyarlarca, hatta on milyarlarca yıl aynı görünebilir – bir kez, iyi tanımlanmış bir hızda soğurlar. Ve ikili çiftler aynı anda doğduğundan, beyaz cücenin yaşı gökbilimcilere ana dizideki ikizinin veya yıldızların etrafındaki herhangi bir gezegenin yaşını söyler.
“Bir beyaz cüce için genel olarak kaç yaşında olduğunu söylemek kolaydır – beyaz cüce olduktan sonra kaç yaşında olduğunu değil, toplam yaşının kaç olduğunu bilmek” dedi. Beyaz cücelerin iyi anlaşılmış bir kütle-yarıçap ilişkisi olduğundan, kütlelerini de ölçebilirsiniz.
Örnek olarak, El-Badry ve meslektaşları kısa süre önce Gaia verilerini kullanarak TESS tarafından bir beyaz cüce-K cüce çifti etrafında keşfedilen Jüpiter büyüklüğünde bir gaz devinin yaşını tahmin ettiler. Bu dış gezegen TOI-1259Ab, beyaz cücenin yaşı için yaklaşık 4 milyar yaşında olduğu ortaya çıktı.
“Bu katalogda, bunun gibi 15 sistem var: yıldız artı gezegen artı beyaz cüce,” dedi, “yıldız artı gezegen artı başka bir yıldız olan birkaç yüz tane var.”
Yakındaki ikili yıldızların yeni kataloğu, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri’nde yayınlanmak üzere kabul edildi.
El-Badry ayrıca, New York Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’nde bilim insanı ve eğitimci olan Jackie Faherity ile işbirliği yaparak Dünya’nın çevresindeki milyonlarca çift yıldızın bir videosunu oluşturdu; bu, Milky Road Galaxy boyunca iyi bir yığın oluşturuyor .
İkili yıldızlar
Gaia, 2013 yılında Avrupa Uzay Ajansı tarafından yakındaki milyonlarca yıldızın mesafelerini ve hareketlerini tam olarak ölçmek için başlatılana kadar, ikili değerleri bulmanın tek yolu gökyüzünde birbirine yakın yıldızları aramaktı. Bu yanıltıcı olabilir, çünkü Dünya’ya çok yakın görünen yıldızlar birbirinden yüzlerce ila binlerce ışıkyılı uzaklıkta olabilir, yalnızca aynı site çizgisinde bulunur.
Bir şans maçını ortadan kaldırmak, iki adayın aslında aynı mesafede olduğunu ve birlikte hareket ettiğini doğrulamak için çok fazla gözlem süresi gerektirir. Dünya’nın güneş etrafındaki hareketi nedeniyle, yakındaki yıldızlar gökyüzünde konum değiştiriyor gibi görünüyor ve bu paralaks ne kadar uzakta olduklarını hesaplamak için kullanılabilir. Yıldızın gerçek hareket olarak bilinen gökyüzündeki hareketi, hızının belirlenmesine yardımcı olur.
Gaia bu sıkıcı astrometriyi, Dünya-Güneş Lagrange noktasındaki yörüngesinden itibaren haftanın 7 günü, günde 24 saat boyunca gökyüzündeki tüm yakın yıldızlar için çalıştırır. Uzay teleskopu araştırması, Dünya’nın yaklaşık 3.000 ışıkyılı içindeki yıldızlar için en yararlıdır, ancak bunun ötesinde paralaks genellikle ölçülemeyecek kadar küçüktür.
El-Badry, ikinci yıldız ölçümlerini 2018’de ilk kez yayınladıktan sonra, Almanya Heidelberg’deki Max-Planck Astronomi Enstitüsü’nün yöneticisi Hans-Walter Rix ve Tyler Heintz’in yardımıyla Gaia verilerinde ikili yıldızları aradı. Yüksek lisans öğrencisi. Boston Üniversitesi’nde. Uzayda ve Dünya’dan aynı uzaklıkta hareket eden yıldızları belirlemek için hesaplama teknikleri geliştirdiler. Teknik olarak temelde her yıldızın binlerce yıllık hareketini mevcut doğru hareketine göre yansıtır ve aynı yönde hareket eden yıldızları çeker. Paralakstan aynı mesafede oldukları ortaya çıkarsa, muhtemelen bağlı olduklarını söyledi.
O ve meslektaşları esas olarak 10 AU (astronomik birimler) veya daha fazla, yani Dünya ile güneş arasındaki mesafenin 10 veya daha fazla katı (93 milyon mil) mesafeyle ayrılan büyük ikili sistemlere odaklanıyor. Bundan daha yakın olan yıldızlar tipik olarak bir ışık noktası olarak görünür ve gerçek ikili olup olmadıklarını ayırt etmek için başka spektroskopik teknikler gerektirir.
El-Badry, Gaia’nın en son verilerini incelemek için ilk olarak geçen yıl 3 Aralık’ta yayınlandığı tarihte sabah 3’te ortaya çıktı ve Zoom’da dünyanın dört bir yanından yaklaşık 100 gökbilimciye katıldı. 3D haritayı oluşturmak için ihtiyaç duyduğu katalog bilgilerini çıkarmak için veriler üzerinde önceden programlanmış sorgular çalıştırdı.
İlk araştırmalar Gaia’nın 1.8 milyar yıldız kataloğundan yaklaşık 1.8 milyon ikili aday döndürdü, bu nedenle El-Badry ilk önce bazı çiftlerin aynı mesafede ve benzer yönlerde hareket etme olasılığını değerlendirmek zorunda kaldı. eşleşti. Yaklaşık 1,3 milyon çiftin en az % 90 bağlanma şansı olduğunu ve 1,1 milyonunun % 99 şansa sahip olduğunu tahmin ediyor.
“Güneş benzeri yıldızların yaklaşık yarısı ikili, çoğu ayırt edilemez, ancak Güneş benzeri yıldızların yaklaşık% 25’inin Plüton’a olan mesafeye göre 30 AU’dan fazla ayrılıkta ikili bir karşılığı olduğunu görüyoruz,” dedi. “Dağıtım, 30 veya 50 AU tahsisinde zirve yapar.”
Bazı çiftler bir parsek ile ayrılır – 260.000 AU veya 3.26 ışıkyılı – ancak çoğu birbirinden 1.000 AU içindedir.
Bir paket paket, yeni analizin 2018 verilerinde ima edilen bir şeyi doğruladığını söyledi: Birçok ikili yıldız çifti kütle olarak çok benzer.
“Daha önce bulduğumuz bir şey – bunu Gaia DR2 ile keşfettik, ancak şimdi bu örnekle daha iyi çalışabiliriz – ikili dosyaların özdeş ikiz olmayı sevmesidir” dedi. “Bu gerçekten tuhaf çünkü çoğu yüzlerce veya binlerce AU ile ayrılıyor, bu yüzden o kadar uzaktalar ki, geleneksel yıldız oluşumu teorilerine göre kütleleri rastgele olmalı. Ancak veriler farklı bir hikaye anlatıyor: biliyorlar arkadaşlarının kitleleri hakkında bir şeyler. “
Bunun anlamı, kütlelerini eşitleme eğiliminde olan bir süreçte birbirlerine çok daha yakın oluştukları ve daha sonra, belki de yakındaki diğer yıldızlarla etkileşimler nedeniyle ayrıldıklarıdır.
İkili yıldızların derlenmesi, El-Badry’nin Gaia’nın yıldız konumlarının ölçümlerinde bildirilen belirsizlikleri kontrol etmesine de izin verdi ve bu da diğer araştırmacıların verileri kullanmasına yardımcı olabilir.
Referans: Kareem El-Badry, Hans-Walter Rix ve Tyler M Heintz, “Gaia eDR3’ten bir milyon çift: Gaia paralaks belirsizliklerinin örnek seçimi ve doğrulanması”, 9 Şubat 2021, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.