2МАСС J03480772-6022270
| Данные наблюдений Эпоха J2000 Равноденствие J2000 | |
|---|---|
| Созвездие | Ретикулум |
| Прямое восхождение | 03 час 48 м 07.721 с [ 1 ] |
| Склонение | –60° 22′ 27.062″ [ 1 ] |
| Характеристики | |
| Спектральный тип | Т7 [ 2 ] |
| Видимая величина (Дж) | 15.318 ± 0.050 [ 1 ] |
| Видимая величина (H) | 15.559 ± 0.143 [ 1 ] |
| Видимая магнитуда (К) | 15.602 ± 0.230 [ 1 ] |
| Астрометрия | |
| Радиальная скорость (R v ) | −14.1 ± 3.7 [ 2 ] км/с |
| Собственное движение (μ) | ДА: –279,7 ± 0,6 [ 3 ] мас / Декабрь: –768,5 ± 0,7 [ 3 ] мас / |
| Параллакс (р) | 120,1 ± 1,8 мс [ 3 ] |
| Расстояние | 27,2 ± 0,4 св. лет (8,3 ± 0,1 шт .) |
| Подробности [ 2 ] | |
| Масса | 0.041 +0.021 −0.017 M ☉ |
| Радиус | 0.093 +0.016 −0.010 R ☉ |
| Поверхностная гравитация (log g ) | 5,1 ± 0,3 кгс |
| Температура | 880 ± 110 К |
| Вращение | 1.080 +0.004 −0,005 ч |
| Скорость вращения ( v sin i ) | 103,5 ± 7,4 км/с |
| Возраст | 3.5 +11.5 −2,9 млрд лет |
| Другие обозначения | |
| Ссылки на базы данных | |
| СИМБАД | данные |
2MASS J03480772−6022270 (сокращенно 2MASS J0348−6022 ) — коричневый карлик спектрального класса Т7, расположенный в созвездии Ретикулум примерно в 27,2 световых годах от Солнца . Он был обнаружен астрономом Адамом Бургассером и сотрудниками проекта 2MASS Wide-Field T Dwarf Search в 2002 году. С периодом вращения 1,08 часа это самый быстро вращающийся коричневый карлик, подтвержденный по состоянию на 2022 год. [update]. [ 4 ] Скорость вращения на экваторе превышает 100 км/с (62 мили/с), приближаясь к прогнозируемому пределу скорости вращения, за которым он развалится из-за центростремительных сил . [ 5 ] Вследствие быстрого вращения коричневый карлик слегка сплющен на полюсах до такой же степени, как Сатурн , самая сплюснутая планета Солнечной системы . Его быстрое вращение может привести к сильному авроральному радиоизлучению за счет взаимодействия заряженных частиц в его магнитном поле , как это наблюдается у других известных быстро вращающихся коричневых карликов. [ 2 ]
Открытие
[ редактировать ]2MASS J0348-6022 была впервые внесена в каталог как точечный источник в июне 2003 года в ходе двухмикронного обзора всего неба (2MASS), организованного Массачусетским университетом в Амхерсте. и Центр инфракрасной обработки и анализа при Калифорнийском технологическом институте . [ 6 ] обнаружили, что это коричневый карлик спектрального класса Адам Бургассер и сотрудники 2MASS Wide-Field T Dwarf Search T7, на основе спектров в ближней инфракрасной области электромагнитного спектра, полученных в сентябре 2002 года с помощью телескопа Виктора М. Телескоп Бланко в Межамериканской обсерватории Серро Тололо , Чили . Их открытие и характеристика 2MASS J0348-6022 вместе с двумя другими Т-карликами, расположенными в южном небесном полушарии, были опубликованы в Астрономическом журнале в ноябре 2003 года. [ 7 ]
Расположение и правильное движение
[ редактировать ]2MASS J0348−6022 расположена в южном небесном полушарии в созвездии Ретикулум . [ 7 ] Его экваториальные координаты , основанные на эпохе J2000 : RA 03. час 48 м 07.72 с и декабрь –60° 22′ 27,0″. [ 1 ] Эти координаты в шестидесятеричной записи отображаются в его идентификаторе 2MASS J03480772−6022270. [ 6 ] Тригонометрический параллакс 2MASS J0348-6022 был измерен на составил 120,1 ± 1,8 миллисекунды дуги . основе 16 наблюдений Телескопа Новой Технологии (NTT), собранных за 6,4 года, и [ 3 ] Это соответствует расстоянию 8,3 ± 0,1 парсека (27,2 ± 0,4 св. лет ). Предыдущая оценка Бургассера и его соавторов на основе спектрофотометрической зависимости спектрального класса и абсолютной величины в ближнем инфракрасном диапазоне привела к значению 9 ± 4 парсека (29 ± 13 св. лет ), основанному на 2MASS JHK -диапазона фотометрии . [ 7 ]
NTT также измерил собственное движение 2MASS J0348-6022 в двух направлениях: RA -279,7 ± 0,6 мс / год и Dec -768,5 ± 0,7 мс/год , что указывает на движение по небу в юго-западном направлении. [ 3 ] Учитывая оценку расстояния по тригонометрическому параллаксу, соответствующая тангенциальная скорость составляет 32,3 ± 0,5 км/с , что соответствует кинематике звезд галактического диска . [ 3 ] [ 7 ]
Спектральный класс
[ редактировать ]2MASS J0348-6022 классифицируется как поздний коричневый карлик Т-типа со спектральным классом T7, отличающийся наличием сильных метана (CH 4 ) и воды (H 2 O) полос поглощения в ближнем инфракрасном спектре между длинами волн 1,2 и 1,2–6022. 2,35 мкм . [ 7 ] В ближнем инфракрасном спектре 2MASS J0348-6022 также присутствует пара узких линий поглощения на длинах волн 1,243 и 1,252 мкм, которые объясняются присутствием нейтрального калия (K I) в атмосфере коричневого карлика. По сравнению с другими T-карликами, дублетные линии K I в спектре 2MASS J0348-6022 кажутся относительно блеклыми из-за его позднего спектрального класса; Дублетные линии K I обычно более заметны в спектрах T-карликов раннего и среднего типа, а также L- и M-карликов позднего типа . [ 7 ] Полосы поглощения гидрида железа (I) (FeH) также были обнаружены в спектре 2MASS J0348-6022 в диапазоне 1,72–1,78 мкм. [ 2 ]
Как и у большинства Т-карликов, оптический и ближний инфракрасный цвет 2MASS J0348-6022 очень красный. 2MASS в ближнем инфракрасном диапазоне Индексы цвета составляют J–H = –0,24 ± 0,16 и H–K = –0,04 ± 0,28 , что указывает на то, что коричневый карлик кажется ярче в более длинных (следовательно, красных) длинах волн света. [ 7 ]
Физические свойства
[ редактировать ]
Ближний инфракрасный спектр коричневого карлика можно смоделировать фотосферой, в первую очередь определяемой двумя фиксированными внутренними свойствами: эффективной температурой ( T eff ) и поверхностной гравитацией (log g ). [ 2 ] В исследовании 2021 года Меган Таннок и его коллеги сравнили ближний инфракрасный спектр 2MASS J0348-6022 с различными опубликованными моделями фотосферы и получили несколько наиболее подходящих решений для ее эффективной температуры и поверхностной гравитации. Они взяли средневзвешенное значение этих наиболее подходящих решений и приняли следующие значения для этих двух фундаментальных свойств: T eff = 880 ± 110 K и log g = 5,1 ± 0,3 dex (10 5.1 раз земную гравитацию в единицах сантиметр-грамм-секунда ). С помощью фотосферного моделирования они также смогли определить лучевую скорость 2MASS J0348-6022 и проекционную скорость вращения , что способствовало подтверждению быстрого вращения коричневого карлика. [ 2 ]
Масса коричневых карликов , , радиус и возраст 2MASS J0348-6022 оценены путем интерполяции моделей эволюции основанных на эффективной температуре и поверхностной гравитации. Из принятых значений эффективной температуры и поверхностной гравитации, полученных в результате фотосферного моделирования, Таннок и его коллеги получили массу 0,041 +0,021.
-0,017 М ☉ (~ 43 М Юпитера ), Юпитеру экваториальный радиус, подобный , 0,093 +0,016.
−0,010 R ☉ (69 700 км), а возраст 3,5 +11,5.
−2,9 миллиарда лет. [ 2 ] Высокий предполагаемый возраст 2MASS J0348-6022 обусловлен ее поздним спектральным классом Т-типа, который, как обычно ожидается, описывает более поздние стадии эволюции коричневых карликов по мере их остывания. [ 8 ]
Вращение
[ редактировать ]Фотометрическая изменчивость и периодичность
[ редактировать ]2MASS J0348-6022 - самый быстро вращающийся коричневый карлик, подтвержденный по состоянию на 2022 год. [update] фотометрической периодичностью 1,080 +0,004 , с
−0,005 часа. [ а ] Его короткие периоды вращения , а также L-карлики 2MASS J1219+3128 и 2MASS J0407+1546 были измерены и подробно изучены в 2021 году Меган Таннок и ее сотрудниками с использованием данных космического телескопа Спитцер . [ 5 ] Двойная кривая блеска 2MASS J0348-6022 может указывать на наличие двух доминирующих фотосферных пятен, расположенных на противоположных полушариях коричневого карлика. [ 2 ]
Фотометрическая изменчивость в 2MASS J0348-6022 впервые была обнаружена в 2008 году Фрейзером Кларком и его сотрудниками с использованием Телескопа Новой Технологии ближнего инфракрасного спектрографа (NTT) . Они сообщили о верхнем пределе J -диапазона амплитуды <1% за шестичасовой период наблюдения. [ 10 ] Аналогичным образом, астрофизик Жаклин Радиган оценила амплитуду J -полосы в < 1,1% ± 0,4% в независимом анализе наблюдений NTT 2011–2012 годов, опубликованном Полом Уилсоном и его коллегами в 2014 году, которые первоначально получили ложно высокую амплитуду в 2,4% ± 0,5%. из-за систематических ошибок в их измерении. [ 11 ] [ 8 ] Переменность с низкой амплитудой (<2%) распространена среди коричневых карликов всех спектральных классов и, как предполагается, является результатом пятнистости фотосфер с тонкими неоднородностями. [ 11 ]
Инфракрасные наблюдения с помощью космического телескопа Спитцер показывают, что яркость 2MASS J0348-6022 выглядит ровной в диапазоне 3,6 мкм инфракрасной матричной камеры и демонстрирует заметную изменчивость только в диапазоне 4,5 мкм, что типично для ранее наблюдавшихся Т-карликов. Это можно объяснить наличием CH 4 в его атмосфере, которая непрозрачна для длин волн около 3,3 мкм. [ 2 ]
Физические эффекты
[ редактировать ]
Спектральные линии в спектре 2MASS J0348-6022 имеют доплеровское расширение из-за быстрого вращения коричневого карлика, что соответствует его короткой фотометрической периодичности. Это вращательное расширение можно смоделировать как функцию проецируемой скорости вращения коричневого карлика ( v sin i ), которая оценивается в 103,5 ± 7,4 км/с (64,3 ± 4,6 миль/с). [ 2 ]
Скорость вращения на экваторе 2MASS J0348-6022 ( v ) рассчитывается отдельно на основе ее радиуса и периода вращения, что дает 105 +18
−12 км/с . Несмотря на то, что у него самое высокое зарегистрированное значение v sin i среди всех известных ультрахолодных карликов , его экваториальная скорость вращения уступает лишь немного большему карлику L8 2MASS J1219+3128. Высокая экваториальная скорость вращения 2MASS J0348-6022 уменьшает поверхностную гравитацию на экваторе из-за центробежного ускорения , хотя это оказывает незначительное влияние на достоверность номинальной поверхностной гравитации log g = 5,1 ± 0,3 dex, полученной на основе фотосферного моделирования. [ 2 ]
Центробежные силы, возникающие из-за его быстрого вращения, также заставляют коричневый карлик сплющиваться , слегка сплющиваясь на полюсах. Таннок и его коллеги вычислили сжатие, равное 0,08; разница между полярным и экваториальным радиусами коричневого карлика составляет 8%. Для сравнения, Солнечной системы самая сжатая планета Сатурн имеет сжатие 0,10. [ 2 ] Ожидается, что 2MASS J0348-6022 будет демонстрировать значительную линейную поляризацию в своем оптическом и инфракрасном тепловом излучении из-за сплющенной пыльной атмосферы, вызванной ее быстрым вращением и более низкой поверхностной гравитацией. [ 2 ] [ 12 ]
Экстраполяции периодов распада типичных коричневых карликов старше 1 миллиарда лет составляют десятки минут в зависимости от массы и радиуса. Высокая скорость вращения и сжатие 2MASS J0348-6022 помещают его примерно на 45% от предела его вращательной устойчивости, предполагая плавно меняющуюся внутреннюю часть жидкости . Принимая во внимание магнитные динамо, внутри коричневого карлика генерируемые металлическим водородом , порог скорости вращения может быть еще ниже и означает, что 2MASS J0348-6022 может быть ближе к распаду, чем прогнозировалось. [ 2 ] По мере того как коричневые карлики остывают и стареют, они сжимаются в размерах и вращаются быстрее, чтобы сохранить угловой момент ; теоретически быстрые ротаторы, такие как 2MASS J0348-6022, в конечном итоге должны достичь предела своей вращательной устойчивости и развалиться, но по состоянию на 2021 год таких явлений не наблюдалось. [update]. [ 2 ] Вполне возможно, что какой-то неизвестный механизм торможения вращения предотвращает разрушение коричневых карликов по мере их старения. [ 5 ]
Быстрое вращение 2MASS J0348-6022 может усилить ее магнитное поле за счет динамо-процесса, включающего конвекцию, вызванную дифференциальным вращением внутри нее. Это, в свою очередь, приводит к возникновению сильных полярных сияний в виде с круговой поляризацией излучений радиоволн за счет взаимодействий заряженных частиц в их магнитном поле, которые вызываются так называемой электронной циклотронной мазерной неустойчивостью, которая наблюдалась в других известных быстро вращающихся и радиоизлучающих системах. коричневые карлики. [ 13 ] Наклон . оси вращения 2MASS J0348−6022 к Земле составляет 81° +9°
−27° , полученное на основе значения v sin i . Это помещает его в конфигурацию, близкую к экватору, если смотреть с Земли, что делает его подходящей целью для наблюдения этих гипотетических авроральных радиоизлучений. [ 2 ]
См. также
[ редактировать ]Два других открытия быстро вращающихся коричневых карликов, представленные в работе Таннок и др. (2021): [ 2 ]
- 2MASS J04070752+1546457 – коричневый карлик спектрального класса L3.5 с периодом 1,23 ± 0,01 часа.
- 2MASS J12195156+3128497 – коричневый карлик спектрального класса L8 с периодом 1,14 +0,03.
−0,01 ч
Примечания
[ редактировать ]- ^ Т-карлики 2MASS J0718-6415 ( 1,080 +0,004
-0,003 ч ) и WISEPC J1122+2550 (~0,288 ч) могут иметь сопоставимые, если не более быстрые, периоды вращения, чем 2MASS J0348-6022, но оба их измерения являются предварительными из-за возможного наложения спектров. [ 9 ] или неопределенности расстояния. [ 4 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г «2MASS J03480772-6022270 – Коричневый карлик (M<0,08solMass)» . СИМБАД . Страсбургский центр астрономических данных . Проверено 4 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р Таннок, Меган Э.; Метчев, Станимир; Хайнце, Арен; Майлз-Паес, Пауло А.; Ганье, Джонатан; Бургассер, Адам; и др. (май 2021 г.). «Погода в других мирах. V. Три наиболее быстро вращающихся ультракрутых карлика» . Астрономический журнал . 161 (5): 21. arXiv : 2103.01990 . Бибкод : 2021AJ....161..224T . дои : 10.3847/1538-3881/abeb67 . S2CID 232105126 . 224.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Киркпатрик, Дж. Дэви; Мартин, Эмили С.; Смарт, Ричард Л.; Каяго, Альфред Дж.; Бейхман, Чарльз А.; Марокко, Федерико; и др. (февраль 2019 г.). «Предварительные тригонометрические параллаксы 184 поздних T- и Y-карликов и анализ полевой субзвездной функции массы в «планетарном» массовом режиме» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 240 (2): 69. arXiv : 1812.01208 . Бибкод : 2019ApJS..240...19K . дои : 10.3847/1538-4365/aaf6af . 19.
- ^ Jump up to: а б Вос, Джоанна М.; Фаэрти, Жаклин К.; Ганье, Джонатан; Марли, Марк; Метчев, Станимир; Гизис, Джон; и др. (январь 2022 г.). «Пусть великий мир вращается: выявление бурной, турбулентной природы молодых гигантских аналогов экзопланет с помощью космического телескопа Спитцер» . Астрофизический журнал . 924 (2): 24. arXiv : 2201.04711 . Бибкод : 2022ApJ...924...68В . дои : 10.3847/1538-4357/ac4502 . S2CID 245904001 . 68.
- ^ Jump up to: а б с Кофилд, Калла (7 апреля 2021 г.). «Трио быстро вращающихся коричневых карликов может обнаружить предел скорости вращения» . Лаборатория реактивного движения . НАСА . Проверено 7 апреля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Кутри, Рок М.; Скрутски, Майкл Ф.; Ван Дайк, Шайлер Д.; Бейхман, Чарльз А.; Карпентер, Джон М.; Честер, Томас; Камбрези, Лоран; Эванс, Трейси Э.; Фаулер, Джон В.; Гизис, Джон Э.; Ховард, Элизабет В.; Хухра, Джон П.; Джарретт, Томас Х.; Копан, Евгений Л.; Киркпатрик, Дж. Дэви; Лайт, Роберт М.; Марш, Кеннет А.; Маккаллон, Ховард Л.; Шнайдер, Стивен Э.; Стининг, Рэй; Сайкс, Мэтью Дж.; Вайнберг, Мартин Д.; Уитон, Уильям А.; Уилок, Шерри Л.; Закариас, Н. (2003). «Онлайн-каталог данных VizieR: Каталог точечных источников всего неба 2MASS (Cutri + 2003)» . Коллекция электронных каталогов CDS/ADC . 2246 : II/246. Бибкод : 2003yCat.2246....0C .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Бургассер, Адам Дж.; МакЭлвейн, Майкл В.; Киркпатрик, Дж. Дэви (ноябрь 2003 г.). «Широкопольный поиск T-карликов 2MASS. II. Открытие трех T-карликов в южном полушарии» . Астрономический журнал . 126 (5): 2487–2494. arXiv : astro-ph/0307374 . Бибкод : 2003AJ....126.2487B . дои : 10.1086/378608 . S2CID 14734365 .
- ^ Jump up to: а б Уилсон, Пенсильвания; Раджан, А.; Пейшенс, Дж. (июнь 2014 г.). «Проект мониторинга атмосферы коричневых карликов (BAM) I. Крупнейший мониторинг L- и T-карликов в ближнем ИК-диапазоне» . Астрономия и астрофизика . 566 (А111): 16. arXiv : 1404.4633 . Бибкод : 2014A&A...566A.111W . дои : 10.1051/0004-6361/201322995 . S2CID 118656241 .
- ^ Рут, Мэтью; Вольщан, Александр (апрель 2016 г.). «Радиовспышка от карлика T6 WISEPC J112254.73+255021.5 с возможной сверхкороткой периодичностью» . Астрофизический журнал . 821 (2): 5. arXiv : 1604.04543 . Бибкод : 2016ApJ...821L..21R . дои : 10.3847/2041-8205/821/2/L21 . S2CID 118478221 . Л21.
- ^ Кларк, Ф.Дж.; Ходжкин, ST; Оппенгеймер, БР; Робертсон, Дж.; Обоуа, X. (июль 2008 г.). «Поиск изменчивости J-диапазона у коричневых карликов позднего L и T» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 386 (4): 2009–2014. Бибкод : 2008MNRAS.386.2009C . дои : 10.1111/j.1365-2966.2008.13135.x .
- ^ Jump up to: а б Жаклин, Радиган (декабрь 2014 г.). «Независимый анализ данных мониторинга атмосферы коричневых карликов (BAM): изменчивость с большой амплитудой редка за пределами перехода L/T» . Астрофизический журнал . 797 (2): 12. arXiv : 1408.5919 . Бибкод : 2014ApJ...797..120R . дои : 10.1088/0004-637X/797/2/120 . ОСТИ 22364797 . 120.
- ^ Майлз-Паес, Пенсильвания; Сапатеро Осорио, MR; Палле, Э.; Пенья Рамирес, К. (август 2013 г.). «Линейная поляризация быстро вращающихся ультрахолодных карликов» . Астрономия и астрофизика . 566 (А125): 11. arXiv : 1306,6314 . Бибкод : 2013A&A...556A.125M . дои : 10.1051/0004-6361/201321851 . S2CID 54966404 .
- ^ Као, Мелоди М.; Халлинан, Грегг; Пинеда, Дж. Себастьян; Стивенсон, Дэвид; Бургассер, Адам (август 2018 г.). «Самые сильные магнитные поля самых холодных коричневых карликов» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 237 (2): 25. arXiv : 1808.02485 . Бибкод : 2018ApJS..237...25K . дои : 10.3847/1538-4365/aac2d5 . 25.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Западные ученые-космонавты идентифицируют самые быстровращающиеся «неудавшиеся звезды», когда-либо обнаруженные , Джефф Рено, Университет Западного Онтарио , 7 апреля 2021 г.
- Пойман на превышении скорости: определение самых быстровращающихся коричневых карликов , NOIRLab , 7 апреля 2021 г.
- Планета 2MASS J0348-6022 , Энциклопедия внесолнечных планет
2021 год в космосе |
|---|
