Mostanra valószínűleg hallotta volna, hogy a csillagászok elkészítették az első globális időjárási térképet egy barna törpe számára. (Ha még nem tetszik, itt megtalálja a történetet.) Lehet, hogy elkészítette még a kockamodellt vagy az origami ballonmodellt a barna törpe Luhman 16B felületéről, amelyet a kutatók nyújtottak (itt).
Mivel az egyik kalapom a Max Planck Csillagászati Intézet nyilvános információs tisztje, ahol a térképkészítés nagy része történt, sajtótájékoztatót írtam az eredményről. De az egyik szempont, amelyet különösen érdekesnek találtam, nem sokat fedezett fel ott. Úgy tűnik, hogy ez a kis kutatás jó példa arra, hogy a gyors tempójú csillagászat miként lehet manapság, és általánosságban megmutatja, hogyan működik a csillagászati kutatás. Tehát itt van a színfalak mögött megjelenő megjelenés - készítés, ha akarod - az első barna törpe felszíni térképére (lásd a képet a jobb oldalon).
Mint a többi tudományban is, ha sikeres csillagász akar lenni, új dolgot kell tennie, és túl kell lépnie a korábban elvégzettekhez. Végül is erről szól a közzétehető új eredmények. Időnként ezt a haladást a nagyobb távcsövek és érzékenyebb műszerek rendelkezésre állása hajtja elő. Időnként erőfeszítésre és türelemre van szükség, például nagyszámú objektum felmérésére és a nyert adatok alapján következtetések levonására.
A találékonyság jelentős szerepet játszik. Gondolj a csillagászok által kifejlesztett távcsövekre, műszerekre és analitikai módszerekre, mint eszközökre egy folyamatosan növekvő szerszámkészletben. Az új eredmények elérésének egyik módja az eszközök új módokon történő kombinálása, vagy új objektumokhoz való alkalmazása.
Ezért a nyitó jelenetünk semmi különös a csillagászatban: Ez bemutatja Ian Crossfield-t, a Max Planck Csillagászati Intézet posztdoktori kutatóját és számos kollégát (köztük Thomas Henning intézeti igazgatót) 2013. március elején, megvitatva a a csillagfelületek feltérképezésének egy meghatározott módszerét egy olyan objektumosztályra, amelyet még soha nem térképeztek fel ilyen módon.
A módszert Doppler képalkotásnak hívják. Kihasználja azt a tényt, hogy a forgó csillag fényének frekvenciája kissé eltolódik, amikor a csillag forog. Mivel a csillagfelületek különböző részei elhaladnak, és a csillag forgása körül forog, a frekvenciaeltolódások kissé eltérnek, attól függően, hogy a fénykibocsátó régió hol helyezkedik el a csillagon. Ezekből a szisztematikus variációkból rekonstruálható a csillagfelület hozzávetőleges térképe, amely sötétebb és világosabb területeket mutat. A csillagok túlságosan távol vannak ahhoz, hogy még a legnagyobb jelenlegi távcsövek is felismerjék a felület részleteit, ám így a felszíni térképet közvetetten rekonstruálni lehet.
Maga a módszer nem új. Az alapkoncepciót az 1950-es évek végén találták ki, és az 1980-as években számos alkalmazást hajtottak végre fényes, lassan forgó csillagokra. A csillagászok Doppler képalkotást alkalmaztak a csillagok foltok feltérképezésére (sötét foltok a csillagfelületen; a csillagok analógja a Napfoltoknak).
Crossfield és kollégái kíváncsi: vajon alkalmazható-e ez a módszer egy barna törpére, amely egy közvetítő a bolygó és a csillag között, tömegesebb, mint egy bolygó, de elégtelen tömegű ahhoz, hogy a magfúzió meggyulladjon a tárgy magjában, és csillagmá változtassa? Sajnos néhány gyors számítás, figyelembe véve, hogy a jelenlegi távcsövek és műszerek mit tudnak és mit nem tudnak elvégezni, valamint az ismert barna törpék tulajdonságait, azt mutatta, hogy nem fog működni.
A rendelkezésre álló célok túl halványak voltak, és a Doppler képalkotásnak sok fényre van szüksége: egyrészt azért, mert meg kell osztania a rendelkezésre álló fényt a spektrum számtalan színére, másrészt azért, mert sok különböző meglehetősen rövid mérést kell végeznie - elvégre Ön figyelni kell, hogy a Doppler-effektus által okozott finom frekvenciaeltolódások hogyan változnak az idő múlásával.
Eddig olyan rendes. A teljesen új típusú megfigyelések megszervezésével kapcsolatos legtöbb vita arra a következtetésre jutott, hogy nem lehet megtenni - vagy nem lehet megtenni még. De ebben az esetben a csillagászati fejlődés újabb hajtóereje jelent meg: Új tárgyak felfedezése.
Március 11-én Kevin Luhman, a Penn Állami Egyetemi csillagász jelent meg egy emlékezetes felfedezést: A NASA széles terepi infravörös felmérőjének (WISE) adatainak felhasználásával azonosította a két, egymással keringő barna törpe rendszerét. Figyelemre méltó, hogy ez a rendszer mindössze 6,5 fényév távolságra volt a Földtől. Csak az Alpha Centauri csillagrendszer és Barnard csillaga közelebb áll a Földhöz. Valójában Barnard csillaga volt utoljára, amikor egy tárgyat felfedezték, amely közel áll a Naprendszerünkhöz - és ezt a felfedezést 1916-ban hozták létre.
A modern csillagászokról nem ismert, hogy hamis nevekkel jöttek elő, és az új objektum, amelyet WISE J104915.57-531906.1-nek neveztek el, nem volt kivétel. Az igazságosság kedvéért ez nem azt jelenti, hogy valódi név legyen; ez a WISE felfedező eszköz és a rendszer égbolt koordinátáinak kombinációja. Később a rendszer alternatív megnevezését „Luhman 16AB” javasolták, mivel ez volt a 16th bináris rendszer, amelyet Kevin Luhman fedez fel, és A és B jelöli a bináris rendszer két elemét.
Manapság az Internet azonnali hozzáférést biztosít a csillagászati közösséghez az új felfedezésekhez, mihelyt azok bejelentésre kerülnek. Sok, valószínűleg a legtöbb csillagász a munkanapját azzal kezdte, hogy böngészi a közelmúltban benyújtott beadványokat az astro-ph-hez, az arXiv asztrofizikai szakaszához, a tudományos dokumentumok nemzetközi tárházahoz. Néhány kivételtől eltekintve - néhány folyóirat legalább egy ideig ragaszkodik a kizárólagos publikációs jogokhoz -, itt a legtöbb esetben a csillagászok első pillantást kapnak kollégáik legújabb kutatási cikkeire.
Luhman március 11-én az astro-ph-en írta az „Egy bináris barna törpe felfedezése 2 napsütéses Parsec-től” című könyvet. Crossfield és az MPIA kollégái számára ez játékváltó volt. Hirtelen itt volt egy barna törpe, amelyre a Doppler képalkotás elképzelhetően működhet, és így előállíthatja a barna törpe mindenkori első felszíni térképét.
Ennek ellenére a világ egyik legnagyobb távcsövének fénygyűjtő képességére lenne szükség, és az ilyen távcsövek megfigyelési ideje nagyon igényes. Crossfield és kollégái úgy döntöttek, hogy még egy tesztet kell alkalmazniuk, mielőtt alkalmaznák. Bármely, a Doppler képalkotáshoz alkalmas objektum villogni fog enyhén, kissé fényesebbé és sötétebbé válik, amíg a világosabb vagy sötétebb felületek elforognak a látványban. Villogott-e a Luhman 16A vagy 16B - csillagász beszélve: egyikük, vagy talán mindkettő mutatott nagy variabilitást?
A csillagászat saját idő skáláival jár. Az interneten keresztüli kommunikáció gyors. De ha van egy új ötleted, akkor általában nem csak várhat éjszakára, hogy esik, és ennek megfelelően irányítsa a távcsövet. El kell fogadnia a megfigyelési javaslatot, és ez a folyamat időbe telik - általában fél év és egy év között van a javaslat és a tényleges megfigyelések között. A jelentkezés szintén formalitás. A nagy létesítmények, mint például az Európai Déli Megfigyelő Intézet nagyon nagy távcsövei vagy az űrteleszkópok, mint például a Hubble, általában a rendelkezésre álló megfigyelési idő több mint ötszörösére érkeznek alkalmazásokra.
De van egy rövid hivatkozás - a különösen ígéretes vagy időkritikus megfigyelő projektek sokkal gyorsabb befejezésének módja. Az úgynevezett „az igazgató diszkrecionális ideje”, mivel az obszervatórium igazgatója - vagy helyettese - jogosult a megfigyelési időnek ezt a részét saját belátása szerint kiosztani.
Beth Biller, az újabb MPIA posztdokumentum (jelenleg az Edinburghi Egyetemen) április 2-án jelentkezett az igazgató mérlegelési idejére az MPG / ESO 2,2 m-es távcsövön az ESO chilei La Silla obszervatóriumában. A javaslatot ugyanazon a napon jóváhagyták.
Biller javaslata a Luhman 16A és 16B tanulmányozása volt egy GROND nevű hangszerrel. A műszert úgy fejlesztették ki, hogy megvizsgálja a gamma-sugárkitöréseknek nevezett erős, távoli robbanások utánvilágítását. A szokásos csillagászati tárgyakkal a csillagászok időt vehetnek igénybe. Ezek az objektumok nem változnak sokkal az a csillagász, aki néhány órán keresztül megfigyeléseket végez, először egy szűrőt használva az egyik hullámhossztartomány rögzítésére (gondoljon „egy szín fényére”), majd egy másik szűrőt egy másik hullámhossztartományra. (A csillagászati képek általában egy hullámhossztartományt - egy színben - rögzítenek egy időben. Ha egy színes képet nézel, ez általában egy megfigyelés sorozatának eredménye, egyszerre egy színszűrő.)
A gammasugár-törések és más átmeneti jelenségek különböznek. Tulajdonságaik percekben változhatnak, így nincs idő a megfigyelésekre. Ezért teszi lehetővé a GROND hét különböző szín egyidejű megfigyelését.
Biller azt javasolta, hogy a GROND egyedülálló képességét használja a Luhman 16A és 16B fényerősség-változásainak hét különböző színben történő egyidejű rögzítésére - ez egy olyan mérés, amelyet még soha nem végeztek ilyen skálán. A leginkább egyidejű információt kutatók, akik egy barna törpéből származtak, két különböző hullámhosszon voltak (Esther Buenzli, akkor az Arizonai Egyetem Steward Megfigyelő Intézetének és munkatársainak munkája). Biller hétre megy. Mivel az kissé eltérő hullámhosszúságrendszerek kissé eltérő színű gázokkal kapcsolatos információkat tartalmaznak, így ezek a mérések betekintést engedtek a barna törpék rétegszerkezetébe - különböző hőmérsékleteknek megfelelő, különböző légköri rétegeknek, különböző magasságokban.
Crossfield és munkatársai - köztük Biller - számára a fényerősség-eltérések ilyen mérése azt is megmutatja, hogy a barna törpe egyike volt-e megfelelő jelölt a Doppler képalkotáshoz.
Mint kiderült, nekik sem kellett ilyen sokáig várniuk. Michaël Gillon körüli csillagászok egy csoportja mutatta a Luhman 16AB felé a TRAPPIST kicsi robotteleszkópot, amelyet az exoplanetek észlelésére szolgálnak a fényerő változásai által, amikor a fogadó csillag és a földi megfigyelő között áthaladnak. Ugyanazon a napon, amikor Biller kérelmezte az időmegfigyelést, és kérelmét jóváhagyták, a TRAPPIST csoport kiadta egy „Gyorsan változó időjárási viszonyok a két új szomszédos szomszédunk leghűvösebb időjárása” című tanulmányt, amelyben bemutatta a Luhman 16B fényerősségének változásait.
Ez a hír több ezer mérföldre volt a Crossfield-től otthonától. Néhány csillagászati megfigyelés nem követeli meg, hogy a csillagászok elhagyják hangulatos irodájukat - a javaslatot az egyik nagy távcsövön dolgozó csillagászoknak küldik, akik a körülmények megfelelő körülmények között megfigyeléseket készítenek, és az adatokat interneten keresztül továbbítják. De más típusú megfigyelések megkövetelik a csillagászoktól, hogy bárhová is használják a távcsövet - mondjuk Chilebe, vagy Hawaiira.
Amikor bejelentették a Luhman 16B fényerősségének változásait, Crossfield megfigyelte Hawaiit. Kollégáival azonnal rájött, hogy az új eredmények fényében a Luhman 16B a Doppler képalkotó technika lehetséges jelöltjeként ígéretes lett. A Hawaii-tól Frankfurtba repülõ repülõhelyen a Crossfield gyorsan készített egy sürgõs megfigyelési javaslatot a rendezõ diszkrecionális idejére a CRIRES-en - az ESO chilei Paranal obszervatóriumában a 8 méteres nagyon nagy távcsövek (VLT) egyikére felszerelt spektrográfot, amely áprilisban nyújtja be jelentkezését. 5. Öt nappal később a javaslatot elfogadták.
Május 5-én Antu óriás, 8 méteres tükörje, a nagyon nagy távcső négy egység teleszkópjának egyike, a Vela déli csillagkép felé fordult („A hajó vitorla”). Az összegyűjtött fényt CRIRES-be, nagyfelbontású infravörös spektrográfba osztottuk, amelyet körülbelül -200 Celsius fok (-330 Fahrenheit) hőmérsékletre hűttek a jobb érzékenység érdekében.
Három, illetve két héttel korábban Biller megfigyelései gazdag adatokat szolgáltattak mind a barna törpe mind a hét különböző hullámhossz-sáv variabilitásáról.
Ezen a ponton legfeljebb két hónap telt el az eredeti ötlet és a megfigyelések között. De Edison híres quipjének parafrazálásával a megfigyelési csillagászat 1% -os megfigyelés és 99% -os értékelés, mivel a nyers adatokat elemezzük, javítottuk, összehasonlítottuk a megfigyelt tárgyak tulajdonságainak modelleivel és következtetéseivel.
A Beth Biller többszörös hullámhosszúságú fényerő-változásainak monitorozásához ez körülbelül öt hónapot vett igénybe. Szeptember elején Biller és 17 társszerző, a Crossfield és számos más MPIA kollégája közölték cikküket a Asztrofizikai folyóiratok (ApJL) néhány felülvizsgálat után október 17-én elfogadták. Október 18-tól kezdve az eredmények online hozzáférhetőek voltak az astro-ph-n, és egy hónappal később közzétették az ApJL honlapján.
Szeptember végén a Crossfield és munkatársai befejezték a CRIRES adatok Doppler képalkotó elemzését. Egy ilyen elemzés eredményei soha nem lehetnek teljesen biztosak, de a csillagászok megtalálták a Luhman 16B felületének legvalószínűbb szerkezetét: a világosabb és sötétebb foltok mintája; vasból és más ásványokból készült felhők sodródnak a hidrogén gázon.
A mezőben szokásos módon, a szöveget, amelyet benyújtottak a folyóirathoz Természet egy bírónak küldték - egy tudósnak, aki anonim marad, és ajánlásokat fogalmaz meg a folyóirat szerkesztõinek egy adott cikk közzétételére vonatkozóan. Leggyakrabban, még egy cikk esetében is, amelyet a bíró szerint közzé kell tenni, van néhány javítási javaslat. Néhány felülvizsgálat után Természet elfogadta a Crossfield et al. cikk 2013. december végén.
Val vel Természet, legkésőbb 6 hónappal a folyóiratban történő közzététel után teheti közzé a végső, felülvizsgált verziót az astro-ph vagy hasonló szerverekön. Tehát, bár január 9-én számos kolléga hallott volna a barna törpe térképről az Amerikai Csillagászati Társaság 223. ülésén, Washington DC-ben, a szélesebb csillagászati közösség számára, az online kiadvány, 2014. január 29-én. , lesz az első pillantás az új eredményre. Fogadhat, hogy látva a barna törpe térképet, sokan már gondolkodni kezdenek, hogy mit tehetnének. Kísérje figyelemmel az eredmények következő generációját.
És megvan: 10 hónapos csillagászati kutatás, az ötlettől a közzétételig, ami a barna törpe első felszíni térképét (Crossfield et al.) És az első hét hullámhossz-sávot mutatja két barna törpe fényerősség-változásainak tanulmányozásához (Biller és munkatársai). Összességében a tanulmányok lenyűgöző képet adnak a bonyolult időjárási mintákról egy tárgyon, valahol a bolygó és a csillag között, a barna törpe tanulmányozásának új korszakának kezdete, és fontos lépés egy másik cél felé: az óriás gázbolygók részletes felszíni térképei más körül csillagok.
Személyesebb megjegyzésként, ez volt az első sajtóközleményem, amelyet a Weather Channel vett fel.
