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褐色矮星「Luhman 16A」

Posted by moonrainbow on 13.2020 褐色矮星   0 comments   0 trackback
褐色矮星の雲にも木星や土星のような縞模様がある?

褐色矮星「Luhman 16A」を描いた想像図
雲の縞模様があるとみられる褐色矮星「Luhman 16A」を描いた想像図(Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC))

木星に比べて10倍以上重いものの、水素の核融合が続くほどには重くない、恒星と惑星の中間的な存在である「褐色矮星」。そんな褐色矮星のひとつを観測したところ、木星や土星にみられるような雲の縞模様の存在が判明したとする研究成果が発表されています

■時間をかけるだけではわからない表面の様子を偏光観測で明らかに

Maxwell Millar-Blanchaer氏(カリフォルニア工科大学)らの研究チームは、ヨーロッパ南天天文台(ESO)の「超大型望遠鏡(VLT)」を使い、南天の「ほ(帆)座」の方向およそ6.5光年先と比較的近いところにある褐色矮星「Luhman 16A」を観測。データを分析した結果、その表面に縞模様が存在することが明らかになったとしています。

Luhman 16Aはもうひとつの褐色矮星「Luhman 16B」とともに連星を成していて、どちらも木星の30倍前後の質量があるとされています。地球に比較的近いとはいえ、Luhman 16Aに縞模様があるかどうかを直接撮影して確認することはできません。そこでMillar-Blanchaer氏らは、特定の方向に振動する光を捉える「偏光観測(polarimetry)」を利用しました。

光(電磁波)は伝わっていく方向に対して垂直に、言い換えれば上下左右に振動していますが、この振動が特定の方向では強く、別の方向では弱い「偏光」を起こすことがあります。釣りなどで重宝される偏光サングラスはこの性質を利用することで水面のまぶしさを抑えていますし、液晶ディスプレイなどでも偏光が重要な役割を果たしています。天文学でも偏光は利用されていて、天体の表面の様子、塵の分布、磁場の構造などを調べる際に偏光観測が行われています。

過去の研究において、連星を成すLuhman 16Bの表面には斑点状の模様が存在する可能性が指摘されていました。このような特徴は自転とともに明るさが変化する様子から捉えることができますが、天体を帯状に取り囲む縞模様は自転に連動した変化を示しません。Millar-Blanchaer氏らはLuhman 16Aの偏光観測結果を複数の大気モデルと比較することで、縞模様の存在を確認することに成功したといいます。縞の本数までは特定されていませんが、研究チームによると、観測結果は2本の縞模様が存在すると仮定した場合の大気モデルに最も近かったようです。

Millar-Blanchaer氏は、偏光観測は大気の特性だけでなく天体表面の特性に対しても鋭敏であるため、将来の太陽系外惑星探査においても活用できるとコメント。近いうちに登場する次世代の宇宙望遠鏡や地上の望遠鏡で偏光観測を実施することで、「系外惑星の表面に液体の水が存在するかどうかを確かめられる日も来るでしょう」と語っています


Image Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)

2020-05-07
Soraeより

褐色矮星の風速

Posted by moonrainbow on 16.2020 褐色矮星   0 comments   0 trackback
秒速650m! 34光年離れた褐色矮星の風速を初めて直接測定

褐色矮星を描いた想像図
褐色矮星を描いた想像図(Credit: NASA/JPL-Caltech)

木星よりもずっと重いものの、中心部分で水素の核融合が起きるほどには重くない、惑星と恒星の中間にあたる天体「褐色矮星」。そんな褐色矮星の風速を直接測定することに初めて成功したとする研究成果が発表されています

■赤外線と電波の観測データから風速を割り出すことに成功

Katelyn Allers氏(バックネル大学、アメリカ)らの研究チームが風速の測定に成功したのは、「しし座」の方向およそ34光年先にある褐色矮星「2MASS J10475385+2124234」(以下「2MASS J1047+21」)です。直径は木星とほぼ同じで、質量は木星の40倍ほどとみられていますが、恒星の質量の下限は木星の75倍とされていますから、2MASS J1047+21の質量はその半分程度ということになります。

研究チームは、赤外線と電波による2MASS J1047+21の観測データを分析することで、この褐色矮星の風速が秒速約650m(誤差を考慮すると秒速340~960m)、時速に換算すれば約2300kmであることを割り出しました。木星の風速(時速約370km)はもとより海王星の風速(時速約2000km)も上回るとみられており、Allers氏は、褐色矮星では強い風が吹いているという予測と一致する結果が得られたとしています。

Allers氏らは今回、2MASS J1047+21の大気上層の回転速度を赤外線の観測データから、高圧下で固体のようにふるまっているとみられるガスの内部構造の回転速度を電波の観測データからそれぞれ算出し、その違いから風速を直接測定することに成功しました。算出に用いられたのはNASAの宇宙望遠鏡「スピッツァー」(今年の1月30日に運用終了)によって2017年と2018年に取得された赤外線の観測データと、アメリカの「カール・ジャンスキー超大型干渉電波望遠鏡群(VLA)」によって2018年に得られた電波による観測データです。

なお、研究チームでは、赤外線と電波の観測データを使った今回と同様の手法を用いることで、他の褐色矮星だけでなく質量の大きな太陽系外惑星の風速も測定できると考えています


回転速度
今回の研究では赤外線観測によって判明した褐色矮星(左)の上層大気における回転速度(1.741時間、赤で表記)と、電波観測によって判明した内部構造の回転速度(1.758時間、グレーで表記)をもとに風速(秒速650m、水色で表記)を算出した。右は比較として描かれた木星(Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF)

Image Credit: NASA/JPL-Caltech

2020-04-13
Soraeより

ペルセウス座の「矮新星」に爆発現象を発見

Posted by moonrainbow on 08.2018 褐色矮星   0 comments   0 trackback
アマチュア天文家が発見した急に明るくなる「矮新星」

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ペルセウス座に見つかった矮新星の発見時の画像。画面中央、横線の左の星=2018年4月29日午後8時22分、三重県亀山市、中村祐二さん撮影

 国際天文学連合は2018年4月29日、三重県亀山市のアマチュア天文家中村祐二さんが、ペルセウス座に6・2等の「矮(わい)新星」とみられる爆発現象を発見したと発表しました

 矮新星は、超新星や新星とは異なるメカニズムで星が急激に明るくなる現象です。国立天文台は「矮新星が肉眼でも見えるほどの明るさになるのはかなり珍しい。今後、数週間から数カ月かけて詳しく観測する必要がある」としています

 中村さんは、これまでも新星や彗星(すいせい)を計十数個見つけてきた天文家。135ミリレンズと専用カメラで29日午後8時すぎに撮影した画像に明るい星が写っているのを見つけ、国立天文台を通じて国際天文学連合に報告した。発見を知った英国の天文家デニス・ブチンスクさんが現地時刻29日夜に35センチ反射望遠鏡で観測したところ、5・6等まで増光していたという。中村さんは「明るくてびっくりした。異常な事態だと思ったので、すぐ報告した」と語った。(東山正宜)
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2018年5月1日
朝日新聞デジタルより

天の川銀河には1000億個の褐色矮星

Posted by moonrainbow on 27.2017 褐色矮星   0 comments   0 trackback
天の川銀河には1000億個の褐色矮星

NGC 1333の画像に見られる褐色矮星

すばる望遠鏡が可視光線と赤外線の波長でとらえたNGC 1333の画像に見られる褐色矮星。(黄色い丸)SONYCサーベイで発見された褐色矮星、(白い丸)以前に発見された褐色矮星、(黄色の矢印)木星質量の6倍しかない星団内最小質量の褐色矮星(提供:SONYC Team/Subaru Telescope)

特徴の異なる星団の観測から、そこに存在する星の半数を褐色矮星が占めることがわかりました。この結果から考えると、天の川銀河には250億~1000億個の褐色矮星が存在する可能性があります

恒星と惑星の中間の質量を持つ星である褐色矮星は、太陽のように中心核で持続的で安定した水素の核融合を起こすには軽すぎるため、自ら光り輝くことがない天体です

褐色矮星の大半は1500光年以内に見つかっていますが、これは単に褐色矮星が暗すぎるため遠いものは見つけにくいからです。ほとんどの褐色矮星は、小さく星の密集度が低い近傍の星形成領域で検出されています

ポルトガル・リスボン大学のKoraljka Muzicさんと英・セント・アンドリューズ大学のAleks Scholzさんたちの研究チームは2006年に「SONYC(The Substellar Objects in Nearby Young Clusters)」と呼ばれるサーベイ観測を開始し、5つの近傍星形成領域で褐色矮星を探しました。そして、観測対象の一つ、ペルセウス座の方向1000光年の距離に位置する星団「NGC 1333」では星の半分が褐色矮星で占められていることがわかりました

NGC 1333が特異なのかどうかを確かめるため、研究チームは2016年に、ほ座に位置する星団「RCW 38」に観測の眼を向けました。RCW 38では大質量星が密集しており、他の星団と比べると環境がかなり異なっています

RCW 38は5500光年彼方と遠方に位置するため、褐色矮星はさらにかすかな存在となり、明るい星の隣に位置する褐色矮星を見つけ出すのは困難です。研究チームはヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡VLTに設置されている補償光学カメラ「NACO」を使って約3時間の観測を行い、その結果と以前のデータとを合わせました

RCW 38の擬似カラー画像
VLTの補償光学カメラ「NACO」が近赤外線の波長でとらえたRCW 38の擬似カラー画像。(矢印)褐色矮星の候補天体(提供:Koraljka Muzic, University of Lisbon, Portugal / Aleks Scholz, University of St Andrews, UK / Rainer Schoedel, University of Granada, Spain / Vincent Geers, UKATC / Ray Jayawardhana, York University, Canada / Joana Ascenso, University of Lisbon, University of Porto, Portugal / Lucas Cieza, University Diego Portales, Santiago, Chile.)

その結果、RCW 38でも星の約半分が褐色矮星で占められていることがわかり、星形成領域における星の大小や星の密集具合は、褐色矮星の形成に大きな影響を及ぼさないことが確かめられました。「星団の種類に関係なく、褐色矮星は本当にありふれた天体だということが示されました。星団内で褐色矮星は恒星と一緒に形成されますから、膨大な数の褐色矮星が存在していることになります」(Scholzさん)

ScholzさんとMuzicさんはSONYCサーベイの結果から、天の川銀河内に存在する褐色矮星の数を少なくとも250億~1000億個と見積もっている。さらに小さく暗い褐色矮星も数多く存在していることから、実際の数はもっと多い様です

2017年7月12日
AstroArtsより

褐色矮星の連星系「Luhman 16AB」

Posted by moonrainbow on 22.2017 褐色矮星   0 comments   0 trackback
ワルツを踊る褐色矮星の連星系「Luhman 16AB」

褐色矮星の連星系
褐色矮星の連星系「Luhman 16AB」が互いの周りを回りながら移動する様子(提供:ESA/Hubble & NASA, L. Bedin et al.)

太陽系から約6光年の距離にある褐色矮星の連星系の動きが3年にわたって観測されました。ワルツのステップのような優雅な軌跡を描いています

一見地味な、小さな丸い2つの点が並ぶ画像をNASAが公開しました。実はこれは、ハッブル宇宙望遠鏡(HST)が3年かけて撮影した12枚の画像を合成して作られました、2つの褐色矮星の動きを表したものでです

撮影された褐色矮星の連星系「Luhman 16AB」は、ほ座の方向約6光年彼方に位置しています。ケンタウルス座α連星系、へびつかい座のバーナード星に次いで地球から3番目に近い星系ですが、発見されたのは2013年とごく最近です。お互いの間の距離は太陽から地球までの距離の3倍しかないのです

HSTによる観測の目的は、2つの褐色矮星によるワルツのダンスを鑑賞することだけではく、そこに第3のダンサーを探すためでした。ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡VLTによる以前の観測で、この連星系に大質量の系外惑星の存在が示唆されており、2つの褐色矮星の長期間にわたる動きを詳細に調べてその存在を検証しようとしたのです

しかし、HSTの観測データから明らかになったのは、系外惑星に邪魔されることなく2つの褐色矮星だけがワルツを踊り続けている様子でした

2017年6月15日
AstroArtsより
 

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