Luhman 16 (также обозначается как WISE 1049−5319 или WISE J104915.57−531906.1 ) — двойная система коричневых карликов в южном созвездии Паруса на расстоянии 6,51 светового года (2,00 парсека ) от Солнца . Это самые близкие из известных коричневых карликов и самая близкая система, обнаруженная с момента измерения собственного движения звезды Барнарда в 1916 году [12] [13] и третья по близости известная система к Солнцу (после системы Альфа Центавра и звезды Барнарда). Первичная звезда имеет спектральный тип L7.5, а вторичная — тип T0.5 ± 1 (и, следовательно, находится вблизи перехода L–T). [14] Массы Luhman 16 A и B составляют 35,4 и 29,4 массы Юпитера соответственно, а их возраст оценивается в 400–800 миллионов лет. [2] Luhman 16 A и B вращаются вокруг друг друга на расстоянии около 3,5 астрономических единиц [5] с орбитальным периодом приблизительно 26,6 лет. [2]
Эта система была обнаружена Кевином Лухманом , астрономом из Университета штата Пенсильвания и исследователем в Центре экзопланет и обитаемых миров Университета штата Пенсильвания, [12] по изображениям, полученным с помощью спутника на околоземной орбите Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) — инфракрасного космического телескопа NASA с длиной волны 40 см (16 дюймов) , миссия которого длилась с декабря 2009 года по февраль 2011 года; изображения открытия были сделаны с января 2010 года по январь 2011 года, а само открытие было объявлено в 2013 году (эта пара — единственные два объекта, объявленные в статье об открытии). Система была обнаружена путем сравнения изображений WISE в разные эпохи для выявления объектов, которые имеют высокие собственные движения . [12] [5]
Luhman 16 появляется на небе близко к галактической плоскости , которая густо заселена звездами; обилие источников света затрудняет обнаружение слабых объектов. Это объясняет, почему объект, расположенный так близко к Солнцу, не был обнаружен в ходе более ранних поисков. [5]
Второй компонент системы также был открыт Лухманом в 2013 году и был анонсирован в той же статье, что и основной. Его изображение открытия в i -диапазоне было получено ночью 23 февраля 2013 года с помощью Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) на телескопе Gemini South , Чили . Компоненты системы были разрешены с угловым расстоянием 1,5 угловых секунды , что соответствует проецируемому разделению в 3 а.е. , и разнице величин 0,45 зв. [5]
Хотя система была впервые обнаружена на снимках, полученных WISE в 2010–2011 годах, впоследствии она была предварительно обнаружена с помощью цифрового обзора неба (DSS, 1978 ( ИК ) и 1992 (красный)), [5] инфракрасного астрономического спутника ( IRAS , 1983), [1] телескопа ESO Schmidt (1984 (красный)), [1] каталога направляющих звезд (GSC, 1995), [1] глубокого ближнего инфракрасного обзора южного неба (DENIS, 1999), [5] обзора всего неба в двух микронах ( 2MASS , 1999), [5] и спутника AKARI (2007). [1]
На снимке телескопа ESO Schmidt, полученном в 1984 году, источник выглядит вытянутым с позиционным углом 138 ° . [1] Сходство этого позиционного угла с углом разрешенной пары на снимке GMOS (эпоха 2013 г.) на рис. 1 Luhman (2013) позволяет предположить, что период времени между 1984 и 2013 гг. может быть близок к орбитальному периоду системы (недалеко от первоначальной оценки орбитального периода Luhman (2013) [5] ). [1]
Эрик Э. Мамаек предложил название Luhman 16 для системы, с компонентами, названными Luhman 16A и Luhman 16B. Название происходит от часто обновляемого Вашингтонского каталога двойных звезд (WDS). Кевин Луман уже опубликовал несколько новых открытий двойных звезд, которые были собраны в WDS с идентификатором открытия "LUH". Каталог WDS теперь перечисляет эту систему с идентификатором 10493−5319 и обозначением первооткрывателя LUH 16. [15]
Обоснованием является то, что Luhman 16 легче запомнить, чем WISE J104915.57−531906.1, и что «кажется глупым называть этот объект именем из 24 символов (включая пробел)». [1] [16] [примечание 2] «Имена телефонных номеров» также включают WISE J1049−5319 и WISE 1049−5319. Luhman–WISE 1 был предложен в качестве другой альтернативы. [1]
Как бинарный объект он также называется Luhman 16AB.
Luhman 16 находится в южном небесном полушарии в созвездии Паруса . По состоянию на июль 2015 года его компоненты являются ближайшими известными небесными объектами в этом созвездии за пределами Солнечной системы. Его небесные координаты: RA = 10 ч 49 м 18,723 с , Dec = −53° 19′ 09,86″. [1]
Тригонометрический параллакс Лумана 16, опубликованный Сальманном и Лазоренко (2015), равен0,500 51 ± 0,000 11 угловых секунд , что соответствует расстоянию 6,5166 ± 0,0013 световых лет (1,998 ± 0,0004 парсека ). [14] Последующие наблюдения с Хабблом и Gaia улучшили параллакс до500.993+0,059
−0,048±0,050 мсд, что соответствует расстоянию1.996 036+0,000 19
−0,000 24±0,0002 парсека, что соответствует точности около 50 астрономических единиц. [2]
В настоящее время Luhman 16 является третьей по близости к Солнцу известной звездной/коричневой карликовой системой после тройной системы Альфа Центавра (4,37 световых лет ) и Звезды Барнарда (5,98 световых лет), отодвигая Wolf 359 (7,78 световых лет) на пятое место, вместе с открытием WISE 0855−0714 . Он также имеет несколько рекордов: ближайший коричневый карлик , ближайший карлик L-типа и, возможно, ближайший карлик T-типа (если компонент B имеет T-тип).
Luhman 16 — ближайшая известная система звезд/коричневых карликов к Альфе Центавра , расположенная в 3,577 световых лет (1,097 пк) от Альфа Центавра AB и в 3,520 световых лет (1,079 пк) от Проксима Центавра . [примечание 3] Обе системы расположены в соседних созвездиях, в той же части неба, которая видна с Земли, но Luhman 16 находится немного дальше. До открытия Luhman 16 Солнечная система была ближайшей известной системой к Альфе Центавра.
Luhman 16 находится ближе к Проксиме Центавра, чем к Альфе Центавра AB, как и Земля, хотя Luhman 16 находится дальше от Земли, чем система Альфа Центавра. Поэтому Luhman 16 имеет меньшее угловое расстояние до Проксимы Центавра, чем до Альфа Центавра AB на земном небе, и это вносит больший вклад [ необходимо уточнение ] в разницу расстояний от Luhman 16 до Альфы Центавра, чем в разницу расстояний между ними и Землей.
Собственное движение Luhman 16, опубликованное Гарсией и др. (2017), составляет около 2,79″/год, что относительно много из-за близости Luhman 16. [8]
Лучевая скорость компонента A составляет 23,1 ± 1,1 км/с (14,35 ± 0,68 миль/с), а лучевая скорость компонента B составляет 19,5 ± 1,2 км/с (12,12 ± 0,75 миль/с). [7] Поскольку значения лучевой скорости положительны, система в настоящее время удаляется от Солнечной системы.
Предполагая эти значения для компонентов и отношение масс Luhman 16 из Sahlmann & Lazorenko (2015) равным 0,78, [14] лучевая скорость центра масс системы составляет около 21,5 км/с (13,4 миль/с). [примечание 4] Это означает, что Luhman 16 прошел мимо Солнечной системы около 36 000 лет назад на минимальном расстоянии около 5,05 световых лет (1,55 пк).
В оригинальной статье об открытии Luhman 16 Луман и др. (2013) оценили орбитальный период его компонентов примерно в 25 лет. [5]
Гарсия и др. (2017), используя архивные наблюдения, охватывающие более 31 года, обнаружили орбитальный период 27,4 года с большой полуосью 3,54 а.е. Эта орбита имеет эксцентриситет 0,35 и наклон 79,5°. Массы компонентов оказались равными 34.2+1,3
−1,2 М Юп и 27.9+1,1
−1,0 M Jup , соответственно, с отношением их масс около 0,82. [8]
С помощью данных Gaia DR2 в 2018 году их орбита была уточнена до периода27,5 ± 0,4 года, с большой полуосью3,56 ± 0,025 а.е. , эксцентриситет0,343 ± 0,005 и наклон100,26° ± 0,05° (направление противоположное, как показало исследование 2017 года). Их массы были дополнительно уточнены до 33.51+0,31
−0,29 М Юп и 28.55+0,26
−0,25 M Jup . [18] В 2024 году расстояние и орбита были дополнительно уточнены, в результате чего большая полуось составила 3,52 а.е. (предполагая параллакс 500,993 мс), эксцентриситет0,344 ± 0,001 и наклон79,92° ± 0,001° , что соответствует наклону предыдущих измерений. Вторичный имеет массу, которая составляет83,05% ± 0,06% от массы первичной звезды. Индивидуальные массы были измерены и составили 35,2±0,2 и 29,4±0,2 массы Юпитера. [2]
Эти результаты согласуются со всеми предыдущими оценками орбиты и масс компонентов. [8] [1] [4] [14]
Сравнивая периоды вращения коричневых карликов с прогнозируемыми скоростями вращения , можно сделать вывод, что оба коричневых карлика видны примерно с экватора и хорошо выровнены по своим орбитам. [9]
В статье 2013 года, опубликованной вскоре после открытия Luhman 16, сделан вывод о том, что коричневый карлик принадлежит тонкому диску Млечного Пути с вероятностью 96% и, следовательно, не принадлежит к молодой движущейся группе . [1] На основании линий поглощения лития максимальный возраст системы составляет около 3–4,5 млрд лет . [19] [20] Наблюдения с помощью VLT показали, что система старше 120 млн лет . [21]
Однако в 2022 году было обнаружено, что Luhman 16 является членом недавно обнаруженной движущейся группы Oceanus, возраст которой составляет510 ± 95 Myr . [22] Оценки возраста 400-800 Myr в 2024 году соответствуют членству в этой группе. Оценки возраста не совпадают для обоих компонентов, что может быть связано с разным облачным покрытием, приводящим к разной эффективности охлаждения. Альтернативно это может быть связано с неточными светимостями или ошибками в эволюционных моделях. [2]
В декабре 2013 года были зарегистрированы возмущения орбитальных движений в системе, что предполагает наличие третьего тела в системе. Период этого возможного компаньона составлял несколько месяцев, что предполагает орбиту вокруг одного из коричневых карликов. Любой компаньон обязательно будет ниже предела массы коричневого карлика, так как в противном случае он был бы обнаружен с помощью прямой визуализации. Исследователи оценили вероятность ложного срабатывания как 0,002%, предполагая, что измерения не были сделаны ошибочно. Если это подтвердится, это будет первая экзопланета, обнаруженная астрометрически. Они оценивают, что планета, вероятно, имеет массу от «нескольких» до 30 M Jup , хотя они упоминают, что более массивная планета будет ярче и, следовательно, повлияет на «фотоцентр» или измеренное положение звезды. Это затруднит измерение астрометрического движения экзопланеты вокруг нее. [6]
Последующий астрометрический мониторинг Luhman 16 с помощью Очень Большого Телескопа исключил присутствие какого-либо третьего объекта с массой более 2 M Jup, вращающегося вокруг любого из коричневых карликов с периодом от 20 до 300 дней. Luhman 16 не содержит никаких близких гигантских планет. [14]
Наблюдения с помощью космического телескопа Хаббл в 2014–2016 годах подтвердили отсутствие каких-либо дополнительных коричневых карликов в системе. Кроме того, были исключены любые объекты с массой Нептуна (17 M E ) с орбитальным периодом от одного до двух лет. [23] Это делает существование ранее найденного кандидата на экзопланету крайне маловероятным.
Дополнительные наблюдения с Хабблом исключают существование планеты с массой >1,5 масс Нептуна на орбите от 400 до 5000 дней. Однако это исследование не исключает планеты с массой менее 3 масс Нептуна и более коротким периодом от 2 до 400 дней. [2]
Исследование Гиллона и др. (2013) показало, что Luhman 16B демонстрирует неравномерное поверхностное освещение во время своего вращения. [24] 5 мая 2013 года Кроссфилд и др. (2014) использовали Очень Большой Телескоп (VLT) Европейской Южной Обсерватории для непосредственного наблюдения за системой Luhman 16 в течение пяти часов, что эквивалентно полному обороту Luhman 16B. [25] [26] Их исследование подтвердило наблюдение Гиллона и др. , обнаружив большую темную область в средних широтах, яркую область около ее верхнего полюса и пятнистое освещение в других местах. Они предполагают, что этот вариант освещения указывает на «пятнистые глобальные облака», где более темные области представляют собой толстые облака, а более яркие области — отверстия в облачном слое, пропускающие свет изнутри. [25] [26] Модели освещения Luhman 16B быстро меняются изо дня в день. [24] [9] Luhman 16B — один из самых фотометрически переменных известных коричневых карликов, иногда с амплитудой колебаний более 20%. [27] Известно, что только 2MASS J21392676+0220226 более переменен. [27]
Хайнце и др. (2021) наблюдали изменчивость спектральных линий щелочных металлов, таких как калий и натрий ; они предположили, что изменения были вызваны изменениями в облачном покрове, которые изменили локальное химическое равновесие с хлоридами . Молнии или полярные сияния считались возможными, но менее вероятными. [27]
Кривая блеска Luhman 16B демонстрирует доказательства дифференциального вращения . Имеются доказательства существования экваториальных и среднеширотных регионов с различными периодами вращения. Основной период составляет 5,28 часов, что соответствует периоду вращения экваториальной области. [9] Между тем, период вращения Luhman 16A, вероятно, составляет 6,94 часа. [9]
Биллер и др. 2024 наблюдали оба компонента с JWST в течение 8 часов с MIRI LRS и сразу же за этим последовало 7-часовое наблюдение с NIRSpec . Наблюдения обнаружили поглощение водяного пара , оксида углерода и метана в обоих коричневых карликах, что типично для карликов L/T. Luhman 16A показывает плоское плато за пределами 8,5 мкм, что указывает на мелкозернистые силикаты . Кривые блеска, полученные в результате наблюдений, показывают, что оба компонента являются переменными, причем Luhman 16B значительно более переменен, чем Luhman 16A. Изменчивость имеет сложную тенденцию, зависящую от длины волны. Исследователи выявили изменения в поведении на 2,3 мкм и 4,2 мкм, совпадающие с полосой CO, и изменения в поведении на 8,3-8,5 мкм, совпадающие с поглощением силикатов. Эти изменения в поведении были интерпретированы как изменения среднего давления на трех различных глубинах атмосферы. Наблюдения также проверяли, могут ли неоднородные облака вызывать изменчивость. И хотя в Luhman 16A были обнаружены мелкие силикатные зерна, соответствующие высотным силикатным облакам, маловероятно, что это будет неоднородный облачный слой. Luhman 16B не имеет этой мелкозернистой силикатной особенности, но более крупные зернистые силикатные облака глубже в атмосфере возможны. Исследователи также проверили модели общей циркуляции (GCM) и горячие точки, но кривые блеска более сложные, чем предсказывают эти модели. [28]
Используя данные, собранные TESS, исследовательская группа, Даниэль Апаи , Доменико Нардиелло и Луиджи Р. Бедин , обнаружила, что коричневый карлик, находящийся между звездой и газовым гигантом, больше похож на Юпитер тем, что его высокоскоростные ветры образуют полосы, параллельные экватору Luhman 16 AB. [29]
В исследовании Osten et al. (2015) Luhman 16 наблюдался с помощью Australia Telescope Compact Array в радиоволнах и с помощью рентгеновской обсерватории Chandra в рентгеновских лучах . Радио- или рентгеновской активности не было обнаружено у Luhman 16 AB, и были представлены ограничения на радио- и рентгеновскую активность, которые являются «самыми сильными ограничениями, полученными до сих пор для радио- и рентгеновской светимости любого ультрахолодного карлика». [30]
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )