Simple Science

La science de pointe expliquée simplement

# Physique# Astrophysique solaire et stellaire# Astrophysique terrestre et planétaire

Nains Bruns dans des Systèmes Binaires : Une Étude

Découverte des naines brunes par lentille gravitationnelle dans des étoiles binaires.

― 5 min lire


Étudier les naines brunesÉtudier les naines brunesbinairesnains bruns.microlentille pour des infos sur lesAnalyser les événements de
Table des matières

Les naines brunes sont des objets fascinants dans l'univers, plus grandes que les planètes mais plus petites que les étoiles. Elles ne sont pas assez massives pour commencer la fusion nucléaire comme les étoiles, c'est pourquoi on les appelle souvent des "étoiles ratées". Même si elles ne brillent pas comme les étoiles, on peut les détecter par différentes méthodes, dont le microlentille.

Explication du Microlentille

Le microlentille est une technique utilisée par les astronomes pour observer des objets lointains. Cette méthode profite du champ gravitationnel d'un objet massif, qui peut plier et agrandir la lumière d'une étoile plus lointaine. Quand une naine brune fait partie d'un système binaire, elle peut influencer la courbe de luminosité, donnant des indices aux scientifiques sur son existence.

L'Enquête KMTNet

Le Réseau de Télescopes de Microlentille de Corée (KMTNet) a mené des enquêtes pour chercher ces rares naines brunes dans des Systèmes binaires. Cette enquête implique de surveiller les étoiles dans la Voie lactée pour capturer les changements de leur luminosité causés par les effets de microlentille. Lors de la saison 2021, KMTNet a effectué des observations à haute cadence, ce qui veut dire qu'ils ont pris des images des mêmes étoiles souvent.

Identification des Événements de Lentille Binaire

Pour trouver des compagnons Nains Bruns, les chercheurs analysent les données collectées pendant ces enquêtes. Ils cherchent des événements où deux étoiles (un système binaire) sont impliquées. Un ensemble spécifique de critères est utilisé pour décider si les événements sont de bons candidats pour avoir des compagnons nains bruns. Si le rapport de masse des deux étoiles est suffisamment bas, cela suggère que l'une d'elles pourrait être une naine brune.

Découvertes de la Saison 2021

Pendant la saison de microlentille 2021, quatre événements potentiels de lentille binaire ont été identifiés où des compagnons nains bruns pourraient exister. Ces événements ont été étiquetés KMT-2021-BLG-0588, KMT-2021-BLG-1110, KMT-2021-BLG-1643 et KMT-2021-BLG-1770. Chaque événement montrait des rapports de masse particuliers des étoiles de lentille, indiquant une présence potentielle de naines brunes.

Importance des Rapports de Masse

Le rapport de masse des étoiles dans un système binaire est crucial pour déterminer si l'une d'elles est une naine brune. Si le rapport de masse est en dessous d'un certain seuil, cela augmente la possibilité que l'étoile la plus légère soit effectivement une naine brune. Les événements trouvés lors de l'enquête KMTNet en 2021 avaient des rapports de masse estimés à 0,07, 0,08, 0,15, et un rapport légèrement plus élevé pour l'un des événements, mais suffisamment de preuves laissaient penser qu'il pourrait quand même contenir une naine brune.

Analyse des Courbes de lumière

Les courbes de lumière obtenues en observant ces événements jouent un rôle clé dans l'analyse. Une courbe de lumière montre comment la luminosité d'une étoile change au fil du temps. Dans le cas des événements de microlentille, des caractéristiques spécifiques dans la courbe de lumière indiquent des interactions entre les étoiles qui peuvent mener à l'identification de naines brunes.

Approche d'Analyse Bayésienne

Pour mieux estimer les propriétés des potentiels compagnons nains bruns et leur masse, une approche statistique connue sous le nom d'analyse bayésienne est effectuée. Cette méthode combine les connaissances antérieures avec de nouvelles données pour fournir des estimations plus précises des masses et des distances aux lentilles.

Découvertes Attenues en 2030

Un aspect excitant de cette recherche est la possibilité future de confirmer la présence de naines brunes par imagerie à haute résolution. Les scientifiques s'attendent qu'en 2030, les avancées technologiques en téléscopes permettront une imagerie directe de ces compagnons lorsqu'ils seront séparés des étoiles sources.

Comment Cela Nous Aide ?

Comprendre les naines brunes dans des systèmes binaires peut aider les astronomes à en apprendre davantage sur la formation et l'évolution des étoiles et des systèmes planétaires. Ces découvertes contribuent à construire une image plus complète de la variété des objets célestes dans notre galaxie.

Résumé des Événements

Les quatre événements identifiés montrent qu'il y a de bonnes chances que ces binaires contiennent des compagnons nains bruns. L'analyse met l'accent sur les méthodes statistiques utilisées pour estimer les paramètres physiques tels que la masse et la distance.

Implications pour la Recherche Future

L'étude continue des naines brunes et des systèmes binaires est importante pour le domaine de l'astronomie. Ces connaissances peuvent mener à une exploration plus approfondie de la variété d'objets dans notre galaxie et peuvent apporter des éclaircissements sur les modèles théoriques de formation des étoiles.

Soutien et Collaborations

Les découvertes de l'enquête KMTNet et les efforts collaboratifs de diverses institutions de recherche soulignent l'importance du travail d'équipe dans la recherche astronomique. De nombreux scientifiques à travers le monde sont dédiés à l'étude de ces objets intrigants.

Conclusion

Les naines brunes et leur découverte grâce à la microlentille dans des systèmes binaires offrent des opportunités d'élargir nos connaissances sur l'univers. Les observations réalisées lors des enquêtes KMTNet aident non seulement à identifier ces objets insaisissables, mais renforcent également notre compréhension de la dynamique des étoiles et du cosmos. À mesure que la technologie progresse, les perspectives d'imager directement ces compagnons nous rapprochent de la résolution de leurs mystères.

Source originale

Titre: Brown dwarf companions in binaries detected from the 2021 season high-cadence microlensing surveys

Résumé: As a part of the project aiming to build a homogeneous sample of binary-lens (2L1S) events containing brown-dwarf (BD) companions, we investigate the 2021 season microlensing data collected by the Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet) survey. For this purpose, we first identify 2L1S events by conducting systematic analyses of anomalous lensing events. We then select candidate BD-companion events by applying the criterion that the mass ratio between the lens components is less than $q_{\rm th}\sim 0.1$. From this procedure, we find four binary-lens events including KMT-2021-BLG-0588, KMT-2021-BLG-1110, KMT-2021-BLG-1643, and KMT-2021-BLG-1770, for which the estimated mass ratios are $q\sim 0.10$, 0.07, 0.08, and 0.15, respectively. The event KMT-2021-BLG-1770 is selected as a candidate despite the fact that the mass ratio is slightly greater than $q_{\rm th}$ because the lens mass expected from the measured short time scale of the event, $t_{\rm E}\sim 7.6$~days, is small. From the Bayesian analyses, we estimate that the primary and companion masses are $(M_1/M_\odot, M_2/M_\odot)= (0.54^{+0.31}_{-0.24}, 0.053^{+0.031}_{-0.023})$ for KMT-2021-BLG-0588L, $(0.74^{+0.27}_{-0.35}, 0.055^{+0.020}_{-0.026})$ for KMT-2021-BLG-1110L, $(0.73^{+0.24}_{-0.17}, 0.061^{+0.020}_{-0.014})$ for KMT-2021-BLG-1643L, and $(0.13^{+0.18}_{-0.07}, 0.020^{+0.028}_{-0.011})$ for KMT-2021-BLG-1770L. It is estimated that the probabilities of the lens companions being in the BD mass range are 82\%, 85\%, 91\%, and 59\% for the individual events. For confirming the BD nature of the lens companions found in this and previous works by directly imaging the lenses from future high-resolution adaptive-optics (AO) followup observations, we provide the lens-source separations expected in 2030, which is an approximate year of the first AO light on 30~m class telescopes.

Auteurs: Cheongho Han, Youn Kil Jung, Ian A. Bond, Sun-Ju Chung, Michael D. Albrow, Andrew Gould, Kyu-Ha Hwang, Chung-Uk Lee, Yoon-Hyun Ryu, In-Gu Shin, Yossi Shvartzvald, Hongjing Yang, Jennifer C. Yee, Weicheng Zang, Sang-Mok Cha, Doeon Kim, Dong-Jin Kim, Seung-Lee Kim, Dong-Joo Lee, Yongseok Lee, Byeong-Gon Park, Richard W. Pogge, Fumio Abe, Richard Barry, David P. Bennett, Aparna Bhattacharya, Hirosame Fujii, Akihiko Fukui, Ryusei Hamada, Yuki Hirao, Stela Ishitani Silva, Yoshitaka Itow, Rintaro Kirikawa, Naoki Koshimoto, Yutaka Matsubara, Shota Miyazaki, Yasushi Muraki, Greg Olmschenk, Clément Ranc, Nicholas J. Rattenbury, Yuki Satoh, Takahiro Sumi, Daisuke Suzuki, Mio Tomoyoshi, Paul J. Tristram, Aikaterini Vandorou, Hibiki Yama, Kansuke Yamashita

Dernière mise à jour: 2023-07-10 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2307.04921

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.04921

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

Plus d'auteurs

Articles similaires