ศีกษาเกี่ยวกับดวงดาว

ดาวฤกษ์สองดวงอยู่ใกล้กันมากจนใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งวันโลกในการโคจรรอบกันและกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง "ปี" ของดาวแต่ละดวงมีระยะเวลาเพียง 17 ชั่วโมง ระบบที่เพิ่งค้นพบนี้มีชื่อว่า LP 413-53AB ประกอบด้วยดาวแคระอุลตร้าคูลคู่หนึ่ง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลต่ำที่มีมวลน้อยมากที่เย็นมากจนเปล่งแสงออกมาในอินฟราเรดเป็นหลัก ทำให้มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า . อย่างไรก็ตามพวกมันเป็นดาวประเภทหนึ่งที่พบมากที่สุดในจักรวาล ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์ตรวจพบระบบดาวคู่แคระอุลตร้าคูลในช่วงเวลาสั้นๆ เพียงสามระบบ ซึ่งทั้งหมดมีอายุค่อนข้างน้อย มีอายุมากถึง 40 ล้านปี LP 413-53AB มีอายุประมาณหลายพันล้านปี ซึ่งมีอายุใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ของเรา แต่มีคาบการโคจรที่สั้นกว่าดาวคู่แคระอุลตร้าคูลทั้งหมดที่ค้นพบจนถึงตอนนี้อย่างน้อยสามเท่า งานวิจัยนี้ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 1 มีนาคมในAstrophysical Journal Letters Chih-Chun "Dino" Hsu นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวตะวันตกเฉียงเหนือซึ่งเป็นผู้นำการศึกษากล่าวว่า "เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่ค้นพบระบบสุดโต่งเช่นนี้ "โดยหลักการแล้ว เรารู้ว่าระบบเหล่านี้ควรมีอยู่ แต่ยังไม่มีการระบุระบบดังกล่าว" Hsu เป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกใน Northwestern's Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) เขาเริ่มการศึกษานี้ในขณะที่ปริญญาเอก นักศึกษาที่ UC San Diego ซึ่งเขาได้รับคำแนะนำจากศาสตราจารย์ Adam Burgasser ทีมงานได้ค้นพบระบบเลขฐานสองที่แปลกประหลาดเป็นครั้งแรกในขณะที่สำรวจข้อมูลที่เก็บถาวร Hsu พัฒนาอัลกอริทึมที่สามารถจำลองดาวฤกษ์ตามข้อมูลสเปกตรัมของมัน ด้วยการวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงที่เปล่งออกมาจากดาวฤกษ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สามารถระบุองค์ประกอบทางเคมี อุณหภูมิ แรงโน้มถ่วง และการหมุนของดาวได้ การวิเคราะห์นี้ยังแสดงการเคลื่อนที่ของดาวขณะเคลื่อนที่เข้าหาและออกห่างจากผู้สังเกต ซึ่งเรียกว่าความเร็วในแนวรัศมี เมื่อตรวจสอบข้อมูลสเปกตรัมของ LP 413-53AB Hsu สังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกประหลาด การสังเกตการณ์ในช่วงต้นจับระบบได้เมื่อ ดวงดาว เรียงตัวกันคร่าวๆ และเส้นสเปกตรัมของพวกมันซ้อนทับกัน ทำให้ Hsu เชื่อว่าเป็นเพียงดาวดวงเดียว แต่เมื่อดาวเคลื่อนที่ในวงโคจรของมัน เส้นสเปกตรัมก็เปลี่ยนไปในทิศทางตรงกันข้าม และแยกออกเป็นคู่ในข้อมูลสเปกตรัมในภายหลัง Hsu ตระหนักว่าแท้จริงแล้วมีดาวสองดวงที่ล็อคอยู่ในระบบเลขฐานสองที่แน่นแฟ้นอย่างไม่น่าเชื่อ การใช้กล้องโทรทรรศน์ทรงพลังที่หอดูดาว WM Keck ทำให้ Hsu ตัดสินใจสังเกตปรากฏการณ์นี้ด้วยตัวเอง ในวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2565 ทีมงานได้หันกล้องโทรทรรศน์ไปยังกลุ่มดาวราศีพฤษภ ซึ่งเป็นที่ตั้งของระบบดาวคู่ และสังเกตการณ์เป็นเวลาสองชั่วโมง จากนั้นติดตามผลสังเกตการณ์เพิ่มเติมในเดือนกรกฎาคม ตุลาคม และธันวาคม รวมถึงเดือนมกราคม 2566 Burgasser กล่าวว่า "เมื่อเราทำการวัดนี้ เราสามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงต่างๆ "ไบนารีส่วนใหญ่ที่เราติดตามมีวงโคจรเป็นปี ดังนั้นคุณจะได้รับการวัดทุกๆ 2-3 เดือน หลังจากนั้นไม่นาน คุณสามารถต่อจิ๊กซอว์ได้ ด้วยระบบนี้ เราสามารถเห็นเส้นสเปกตรัมเคลื่อนออกจากกันแบบเรียลไทม์ มันวิเศษมากที่ได้เห็นบางสิ่งเกิดขึ้นในจักรวาลในช่วงเวลาเดียวกับมนุษย์" การสังเกตยืนยันสิ่งที่แบบจำลองของ Hsu ทำนายไว้ ระยะห่างระหว่างดาวทั้งสองประมาณ 1% ของระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ “นี่เป็นเรื่องน่าทึ่ง เพราะตอนที่พวกมันยังเด็ก ประมาณ 1 ล้านปี ดาวเหล่านี้น่าจะอยู่ทับกัน” เบอร์กาสเซอร์กล่าว ทีมงานคาดการณ์ว่าดาวทั้งสองดวงจะเคลื่อนเข้าหากันในขณะที่พวกมันวิวัฒนาการ หรือพวกมันอาจมารวมกันหลังจากการขับตัวของดาวดวงที่สามซึ่งตอนนี้สูญหายไปแล้ว ซึ่งเป็นสมาชิกของดาวฤกษ์ จำเป็นต้องมีการสังเกตเพิ่มเติมเพื่อทดสอบแนวคิดเหล่านี้ Hsu ยังกล่าวอีกว่าด้วยการศึกษาระบบดาวที่คล้ายกัน นักวิจัยสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่อาจเอื้ออาศัยได้นอกโลก ดาวแคระอุลตร้าคูลนั้นจางกว่าและหรี่กว่าดวงอาทิตย์มาก ดังนั้นโลกใดๆ ที่มีน้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิว ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญในการสร้างและดำรงชีวิต จะต้องอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับ LP 413-53AB ระยะห่างของโซนที่เอื้ออาศัยได้จะเท่ากับวงโคจรของดาวฤกษ์ ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะก่อตัวดาวเคราะห์ที่เอื้ออาศัยได้ในระบบนี้ "ดาวแคระอุลตร้าคูลเหล่านี้เป็นเพื่อนบ้านของดวงอาทิตย์ของเรา" Hsu กล่าว "ในการระบุโฮสต์ที่อาจอาศัยอยู่ได้ การเริ่มต้นจากเพื่อนบ้านใกล้เคียงของเราจะเป็นประโยชน์ แต่ถ้าดาวคู่ที่ใกล้ชิดกันนั้นพบได้ทั่วไปในบรรดาดาวแคระอุลตร้าคูล อาจมีโลกที่เอื้ออาศัยได้ไม่กี่แห่งที่จะพบ" เพื่อสำรวจสถานการณ์เหล่านี้อย่างเต็มที่ Hsu, Burgasser และผู้ร่วมงานของพวกเขาหวังที่จะระบุระบบไบนารีแคระที่เจ๋งมากเป็นพิเศษเพื่อสร้างตัวอย่างข้อมูลที่สมบูรณ์ ข้อมูลเชิงสังเกตการณ์ใหม่สามารถช่วยเสริมสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีสำหรับการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวคู่ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ การค้นหาดาวคู่แบบอุลตร้าคูลยังคงเป็นความสำเร็จที่หาได้ยาก "ระบบเหล่านี้หายาก" Chris Theissen ผู้เขียนร่วมการศึกษาและเพื่อนหลังปริญญาเอกของอธิการบดีที่ UC San Diego กล่าว "แต่เราไม่รู้ว่ามันหายากเพราะไม่ค่อยมีอยู่หรือเพราะเราแค่หาไม่เจอ นั่นเป็นคำถามปลายเปิด ตอนนี้เรามีจุดข้อมูลหนึ่งจุดที่เราสามารถเริ่มสร้างได้ ข้อมูลนี้ยังคงอยู่ ในไฟล์เก็บถาวรเป็นเวลานาน เครื่องมือของ Dino จะช่วยให้เราสามารถค้นหาไบนารีแบบนี้ได้มากขึ้น"