Para ilmuwan telah mendeteksi sinyal cahaya dari delapan bintang bercahaya redup yang sebelumnya tak terlihat dengan menggabungkan data dari misi Gaia ESA dengan instrumen GRAVITY ESO. Kredit: ESA, diedit
Para astronom menggabungkan data Gaia dan GRAVITY untuk memotret objek redup di dekat bintang terang, sehingga berpotensi merevolusi pencarian exoplanet terdekat.
Mendeteksi objek redup yang dekat dengan bintang terang sangatlah sulit. Namun, dengan menggabungkan data dari teleskop luar angkasa Gaia milik ESA dengan ITUinstrumen GRAVITASI di lapangan, para ilmuwan berhasil melakukan hal itu. Mereka menangkap sinyal cahaya pertama dari delapan bintang bercahaya yang sejauh ini belum terlihat. Teknik ini membuka kemungkinan yang menggiurkan untuk menangkap gambar planet yang mengorbit dekat bintang induknya.
Ilmuwan Menemukan Sahabat Tersembunyi dari Bintang Terang
Pernahkah Anda mencoba memotret kunang-kunang di samping lampu jalan yang terang? Kemungkinan besar yang Anda lihat di foto Anda hanyalah silau dari tiang lampu. Ini adalah masalah yang sama yang dihadapi oleh para astronom yang mengejar bintang-bintang redup, kecil, atau planet-planet di sebelah bintang terang.
Untuk mengatasi masalah tersebut, tim astronom internasional yang dipimpin oleh Thomas Winterhalder, ilmuwan di European Southern Observatory (ESO), memulai dengan menelusuri katalog yang dihasilkan oleh Gaia, yang berisi daftar ratusan ribu bintang yang diduga memiliki pendamping. Meskipun objek pendampingnya tidak cukup terang untuk dilihat langsung oleh Gaia, kehadirannya menyebabkan goyangan kecil pada jalur bintang induk yang lebih terang (lihat gambar di bawah), yang hanya dapat diukur oleh Gaia.
Dalam katalog orbit bintang Gaia, tim mengidentifikasi delapan bintang yang akan ditargetkan oleh GRAVITY, interferometer inframerah-dekat canggih di galaksi. Teleskop Sangat Besar dari ESO, di Cerro Paranal di Chili. GRAVITY menggabungkan cahaya inframerah dari berbagai teleskop untuk menangkap detail kecil pada objek redup, dalam teknik yang disebut interferometri.
Astrometri adalah metode yang mendeteksi pergerakan bintang dengan melakukan pengukuran posisinya di langit secara tepat. Teknik ini juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi planet-planet di sekitar bintang dengan mengukur perubahan kecil pada posisi bintang saat ia bergerak di sekitar pusat massa sistem planet. Kredit: ESA
Penemuan Terobosan
Berkat mata unik GRAVITY yang tajam dan sensitif, tim menangkap sinyal cahaya dari delapan satelit yang diprediksi, tujuh di antaranya sebelumnya tidak diketahui. Tiga di antaranya adalah bintang yang sangat kecil dan redup, sedangkan lima lainnya adalah bintang katai coklat. Ini adalah benda langit yang berada di antara planet dan bintang: lebih masif dari planet terberat namun lebih ringan dan redup dibandingkan bintang paling ringan.
Salah satu katai coklat yang terlihat dalam penelitian ini mengorbit bintang induknya pada jarak yang sama dengan Bumi dari Matahari. Ini adalah pertama kalinya katai coklat yang begitu dekat dengan bintang induknya dapat ditangkap secara langsung.
Kesan seniman tentang satelit Gaia ESA yang mengamati Bima Sakti. Gambar latar belakang langit dikumpulkan dari data lebih dari 1,8 miliar bintang. Ini menunjukkan kecerahan total dan warna bintang yang diamati oleh Gaia yang dirilis sebagai bagian dari Rilis Data Awal 3 Gaia (Gaia EDR3) pada bulan Desember 2020. Kredit: Pesawat Luar Angkasa: ESA/ATG medialab; Bima Sakti: ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO. Pengakuan: A.Moitinho
Peningkatan Kolaborasi Penelitian Luar Angkasa
“Kami telah menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk menangkap gambar satelit yang redup, bahkan ketika ia mengorbit sangat dekat dengan induknya yang terang,” jelas Thomas. “Pencapaian ini menyoroti sinergi luar biasa antara Gaia dan GRAVITY. Hanya Gaia yang dapat mengidentifikasi sistem ketat yang menampung sebuah bintang dan pendampingnya yang ‘tersembunyi’, dan kemudian GRAVITY dapat mengambil alih untuk mencitrakan objek yang lebih kecil dan redup dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. ketepatan.”
Dalam studi sebelumnya, para astronom menggunakan data Gaia dan observatorium berbasis darat lainnya untuk menangkap gambar gas raksasa. planet ekstrasunya. Planet ini mengorbit bintang induknya pada jarak sekitar 17 kali jarak Bumi dari Matahari, menelusuri sudut di langit yang jauh lebih lebar dibandingkan jarak pemisahan planet yang dicitrakan oleh GRAVITY dalam hasil baru ini.
Satelit kecil yang disimpulkan dari pengamatan Gaia biasanya terletak pada sudut pemisahan kecil beberapa lusin miliarcdetik, yang kira-kira seukuran koin satu Euro jika dilihat dari jarak 100 km.
“Dalam pengamatan kami, data Gaia bertindak sebagai semacam penunjuk arah,” lanjut Thomas. “Bagian langit yang bisa kita lihat dengan GRAVITASI sangat kecil, jadi kita perlu tahu ke mana harus mencarinya. Pengukuran akurat Gaia yang tak tertandingi terhadap pergerakan dan posisi bintang sangat penting untuk mengarahkan instrumen kami ke arah yang benar di langit.”
Tim impian
Komplementaritas Gaia dan GRAVITY lebih dari sekadar penggunaan data Gaia untuk merencanakan pengamatan lanjutan dan memungkinkan deteksi. Dengan menggabungkan dua kumpulan data, para ilmuwan dapat ‘menimbang’ masing-masing benda langit secara terpisah dan membedakan massa bintang induk dan masing-masing bintang pendampingnya.
GRAVITY juga mengukur kontras antara bintang pendamping dan bintang induk pada rentang panjang gelombang inframerah. Dikombinasikan dengan perkiraan massa, pengetahuan ini memungkinkan tim untuk memperkirakan usia para sahabat. Anehnya, dua dari katai coklat tersebut ternyata kurang bercahaya dibandingkan yang diperkirakan mengingat ukuran dan usia mereka. Penjelasan yang mungkin untuk hal ini adalah karena para kurcaci itu sendiri memiliki pendamping yang lebih kecil.
Lebih dari 5000 exoplanet telah ditemukan hingga saat ini, tapi seperti apa bentuknya? Misi eksoplanet khusus ESA, Cheops, Plato, dan Ariel sedang berupaya mencari tahu. Kredit: ESA
Berburu Exoplanet
Setelah mendemonstrasikan kekuatan ansambel Gaia-GRAVITY, para ilmuwan kini berharap dapat melacak calon planet pendamping bintang-bintang yang tercantum dalam katalog Gaia.
“Kemampuan untuk mendeteksi gerakan kecil dari pasangan yang berdekatan di langit adalah hal yang unik dalam misi Gaia. Katalog berikutnya, yang akan tersedia sebagai bagian dari rilis data keempat (DR4), akan berisi lebih banyak koleksi bintang dengan potensi bintang pendamping yang lebih kecil,” kata Johannes Sahlmann, ilmuwan Gaia dari ESA. “Hasil ini membuka jalan baru dalam perburuan planet di galaksi kita dan memberi kita gambaran sekilas tentang dunia baru yang jauh.”
Referensi: “Menggabungkan Gaia dan GRAVITASI: Mengkarakterisasi lima satelit subbintang baru yang terdeteksi secara langsung” oleh TO Winterhalder, S. Lacour, A. Merand, J. Kammerer, A.-L. Maire, T. Stolker, N. Pourre, C. Babusiaux, A. Glindemann, R. Abuter, A. Amorim, R. Asensio-Torres, WO Balmer, M. Benisty, J.-P. Berger, H. Beust, S. Blunt, A. Boccaletti, M. Bonnefoy, H. Bonnet, MS Bordoni, G. Bourdarot, W. Brandner, F. Cantalloube, P. Caselli, B. Charnay, G. Chauvin, A .Chavez, E. Choquet, V. Christiaens, Y. Clénet, V. Coudé du Foresto, A. Cridland, R. Davies, R. Dembet, J. Dexter, A. Drescher, G. Duvert, A. Eckart, F. . Henning, S. Hinkley, S. Hippler, M. Houlle, Z. Hubert, L. Jocou, M. Keppler, P. Kervella, L. Kreidberg, NT Kurtovic, A.-M. Lagrange, V. Lapeyrere, J.-B. Le Bouquin, D.Lutz, F.Mang, G.-D. Marleau, P. Molliere, JD Monnier, C. Mordasini, D. Mouillet, E. Nasedkin, M. Nowak, T. Ott, GPL Otten, C. Paladini, T. Paumard, K. Perraut, G. Perrin, O. Pfuhl, L.Pueyo, DC Ribeiro, E. Rickman, Z. Rustamkulov, J.Shangguan, T. Shimizu, D. Sing, J. Stadler, O. Straub, C. Straubmeier, E. Sturm, LJ Tacconi, EF van Dishoeck, A. Vigan, F. Vincent, SD von Fellenberg, J. Wang, F. Widmann, J. Woillez dan S. Yazici, 20 Juni 2024, Astronomi & Astrofisika.
DOI: 10.1051/0004-6361/202450018
