Pressmeddelande

Det underliga fallet med den försvunna dvärgen

Nya instrumentet SPHERE visar prov på sin kraft

18 februari 2015

Det nya instrumentet SPHERE på ESO:s Very Large Telescope har använts för att söka efter en brun dvärg som förväntades kretsa kring den ovanliga dubbelstjärnan V471 Tauri. SPHERE har gett astronomer den bästa inblicken hittills i det här fascinerande objektets omgivning och har hittat - ingenting. Att denna tillförlitligt förutspådda himlakropp inte finns är en överraskning som innebär att den vedertagna förklaringen för V471 Tauris underliga beteende är felaktig. Dessa oväntade resultat beskrivs i den första forskningsartikeln som skrivits utifrån observationer med SPHERE.

En del stjärnpar består av två normala stjärnor med något olika massor. När stjärnan med den något högre massan åldras och expanderar till att bli en röd jätte transporteras material till den andra stjärnan. Detta material omsluter till slut båda stjärnorna i ett gigantiskt hölje. När höljet skringats rör sig de två stjärnorna närmare varandra och bildar ett tätpackat par som består av en vit dvärg tillsammans med en mer vanlig stjärna [1]. 

Ett sådant stjärnpar är V471 Tauri [2]. Paret tillhör stjärnhopen Hyaderna i stjärnbilden Oxen och uppskattas vara drygt 600 miljoner år gammalt. De två stjärnorna, som ligger ungefär 163 ljusår från jorden, är väldigt nära varandra och kretsat kring varandra en gång var tolvte timme. Två gånger under detta förlopp passerar de framför varandra - vilket resulterar i regelbundna förändringar i ljuset från stjärnparet när vi observerar det från jorden.

En grupp av astronomer som letts av Adam Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Chile) använde först ULTRACAM-systemet på ESO:s New Technology Telescope för att väldigt noga mäta variationerna i ljusstyrkan. Tidpunkten för när stjärnorna skymde varandra kunde mätas med en noggrannhet på mindre än två sekunder. Det var en enorm förbättring jämfört med tidigare mätningar.

Tidpunkterna för när stjärnorna åkte framför varandra var inte regelbundna. Men detta kunde förklaras på ett tillfredsställande sätt om man antog att en brun dvärg gick i bana kring båda stjärnorna och vars gravitationella dragningskraft störde stjärnornas banor. Forskarna fann också tecken på att det kan existera ytterligare en följeslagare i systemet.

Fram tills nu har det varit omöjligt att faktiskt observera den ljussvaga bruna dvärgen eftersom den ligger så nära de mycket mer starkt lysande stjärnorna. Men kraften hos det nyligen installerade instrumentet SPHERE vid ESO:s Very Large Telescope gjorde att forskarlaget för första gången kunde leta efter den bruna dvärgen precis där den förväntades vara. Men de såg ingenting, trots att den borde ha varit lätt att upptäcka i SPHERE:s högkvalitativa bilder [3].

– Det finns många artiklar som föreslår objekt av det här slaget som går i bana kring en dubbelstjärna, men de här resultaten skadar dock denna hypotes, anmärker Adam Hardy.

Om det inte finns något objekt i bana kring stjärnorna, vad orsakar då de underliga förändringarna i dubbelstjärnans bana? Flera teorier har föreslagits. Några har redan uteslutits, men förändringarna kan orsakas av magnetfältsvariationer hos den större av de två stjärnorna [4] som påminner om de i jämförelse mindre variationer som man ser i solens magnetfält.

– En studie som denna har behövts under många år, men det är först nu när kraftfulla nya instrument såsom SPHERE finns som detta har blivit möjligt. Det är såhär vetenskapen fungerar: observationer med ny teknik kan antingen bekräfta, eller i detta fallet motbevisa, tidigare idéer. Detta är en utmärkt start i livet för detta fantastiska instrument, avslutar Adam Hardy. 

Noter

[1] På engelska kallas sådana stjärnor “post-common-envelope binaries”, det vill säga dubbelstjärnor som tidigare genomgått en fas då stjärnorna delat på ett gemensamt hölje.

[2] Namnet betyder att objektet är den 471:a variabla stjärnan (eller som noggrannare studier visar, dubbelstjärnan) som har identifierats i stjärnbilden Oxen.

[3] De nya bilderna från SPHERE är så nogranna att de hade kunnat hitta en brun dvärg som var 70 000 gånger blekare än den centrala stjärnan som låg bara 0,26 bågsekunder bort från den. Den bruna dvärgen som förväntades finnas i detta system borde ha varit mycket ljusare än så.

[4] Den här effekten, som kallas Applegatemekanismen, orsakar regelbundna förändringar i stjärnans form, vilket kan i sin tur leda till förändringar i dubbelstjärnas skenbara ljusstyrkan sedd från jorden. 

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel med titeln “The First Science Results from SPHERE: Disproving the Predicted Brown Dwarf around V471 Tau” av A. Hardy m. fl. Den publiceras i tidsskriften Astrophysical Journal Letters den 18 februari 2015.

I forskarlaget ingår A. Hardy (Universidad Valparaíso, Valparaíso, Chile), M.R. Schreiber (Universidad Valparaíso), S.G. Parsons (Universidad Valparaíso), C. Caceres (Universidad Valparaíso), G. Retamales (Universidad Valparaíso), Z. Wahhaj (ESO, Santiago, Chile), D. Mawet (ESO, Santiago, Chile), H. Canovas (Universidad Valparaíso), L. Cieza (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile; Universidad Valparaíso), T.R. Marsh (University of Warwick, Coventry, Storbritannien), M.C.P. Bours (University of Warwick), V.S. Dhillon (University of Sheffield, Sheffield, Storbritannien) och A. Bayo (Universidad Valparaíso).

ESO, Europeiska sydobservatoriet, är Europas främsta samarbetsorgan för astronomisk forskning och världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det stöds av 16 länder: Belgien, Brasilien, Danmark, Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det europeiska extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, E-ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikeln
• Bilder på VLT

Kontakter

Robert Cumming, kontaktperson för ESO:s utåtriktade verksamhet i Sverige
Onsala rymdobservatorium
Sverige
Tel: 0317725500
Mobil: 07
E-post: robert.cumming@chalmers.se

Adam Hardy
Universidad Valparaíso
Valparaíso, Chile
Tel: +56 32 2508457
E-post: adam.hardy@postgrado.uv.cl

Matthias Schreiber
Universidad de Valparaíso
Valparaíso, Chile
Tel: +56 32 2399279
E-post: matthias@dfa.uv.cl

Richard Hook
ESO education and Public Outreach Department
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-post: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso1506 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.