Nouveaux aperçus sur les systèmes stellaires comme Sirius
Des recherches révèlent des détails clés sur les masses et les âges de systèmes stellaires similaires à Sirius.
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Table des matières
- Contexte sur les Naines blanches
- Le Système Sirius
- Sélection des Cibles
- Données Observationnelles
- Analyse de HD 27483
- Masses Dynamiques et Contraintes d'Âge
- Observations d'Autres Systèmes
- Système HD 27786
- HD 118475 et HD 136138
- Méthodes pour Estimer l'Âge
- Résultats pour Chaque Système
- Discussion des Résultats
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Cet article parle d'une étude sur des systèmes stellaires similaires à Sirius, en se concentrant particulièrement sur leurs masses et âges. Sirius est un système stellaire bien connu avec deux étoiles : Sirius A et Sirius B. Comprendre des systèmes similaires peut nous aider à en apprendre plus sur l'évolution des étoiles et leur fin de vie.
Contexte sur les Naines blanches
Une naine blanche est un type d'étoile qui représente la dernière étape de la vie des étoiles de taille moyenne, comme notre Soleil. Contrairement aux étoiles qui continuent à faire de la fusion nucléaire, les naines blanches se refroidissent et s'éteignent avec le temps. Elles sont très importantes car elles peuvent mener à des événements cosmiques spectaculaires, comme des novas et des supernovas. Ces événements contribuent à la formation d'éléments dans l'univers, comme le fer.
Le Système Sirius
Sirius A est une étoile de type A précoce, tandis que Sirius B est une naine blanche qui orbite autour de Sirius A à une distance d'environ 20 unités astronomiques (UA). Une UA est la distance entre la Terre et le Soleil. La séparation entre Sirius A et B est si grande qu'elles n'ont pas vraiment d'effet l'une sur l'autre. Cependant, il existe d'autres systèmes similaires qui sont plus compacts et peuvent avoir des interactions intéressantes.
Sélection des Cibles
Pour cette étude, les chercheurs ont sélectionné des cibles dans une grande base de données de systèmes stellaires connus. Ces systèmes incluent six systèmes confirmés et un potentiel similaire à Sirius. L'objectif était de mesurer leurs orbites et masses, et d'estimer leur âge.
Données Observationnelles
Les chercheurs ont collecté divers types de données, y compris des mesures sur les mouvements des étoiles et leur luminosité. Ils ont utilisé plusieurs télescopes et techniques pour rassembler les informations nécessaires :
- Astrométrie absolue : Cette technique mesure les positions des étoiles très précisément au fil du temps pour voir comment elles se déplacent.
- Vitesse Radiale : Cette méthode vérifie à quelle vitesse une étoile se rapproche ou s'éloigne de nous en regardant la lumière qu'elle émet.
- Astrométrie Relative : Cette technique examine les positions d'une étoile par rapport à une autre.
Analyse de HD 27483
HD 27483 fait partie du groupe des Hyades, un ensemble d'étoiles relativement proches de notre système solaire. En combinant de nouvelles observations avec des données existantes, les chercheurs ont pu déterminer la masse de la naine blanche dans ce système et son âge. Ils ont trouvé que la masse est conforme aux estimations précédentes pour les étoiles du groupe des Hyades.
Masses Dynamiques et Contraintes d'Âge
L'étude s'est concentrée sur la mesure des masses dynamiques des naines blanches dans ces systèmes. Une Masse Dynamique est obtenue à partir des orbites des étoiles et donne la meilleure estimation de leur poids. C'est important pour comprendre combien de temps ces étoiles ont vécu avant de devenir des naines blanches.
Pour HD 27483, ils ont déterminé la masse de la naine blanche et ont déduit qu'elle a environ 600 millions d'années. Cela correspond aux âges estimés pour d'autres étoiles dans le même groupe.
Observations d'Autres Systèmes
Les chercheurs ont également regardé d'autres systèmes similaires à Sirius, y compris HD 114174 et HD 169889. Ils ont mesuré leurs masses et âges, mais ont constaté que les âges étaient moins précis en raison d'estimations de température incertaines.
Système HD 27786
Le système HD 27786 est plus compliqué, avec plusieurs étoiles. Ici, les chercheurs ont découvert qu'une naine blanche a une masse anormalement basse. Cela pourrait être dû à une perte de masse importante au cours de sa vie, possiblement à cause d'interactions avec une autre étoile.
HD 118475 et HD 136138
Dans l'analyse de HD 118475 et HD 136138, les chercheurs ont comparé leurs résultats avec des données existantes d'autres sources. Ils ont constaté que les masses qu'ils ont calculées s'accordaient bien avec les mesures précédentes, confirmant que leurs méthodes étaient précises.
Méthodes pour Estimer l'Âge
Pour estimer les âges des naines blanches, les chercheurs ont utilisé la relation entre la masse d'une naine blanche et la durée de vie attendue de son étoile progenitrice (l'étoile qui a évolué en naine blanche). Ils ont également pris en compte combien de temps les étoiles ont refroidi depuis qu'elles sont devenues des naines blanches.
Résultats pour Chaque Système
- HD 27483 B : Ils ont calculé un âge total de 600 millions d'années.
- HD 27786 Ab : La masse anormalement basse a soulevé des questions sur son histoire évolutive.
- HD 114174 B et HD 169889 B : Les âges dépendaient fortement des estimations de température.
- HD 118475 B : Confirmé comme une naine blanche basée sur des estimations de masse.
- HD 136138 B : Également analysé, mais plus de données pourraient améliorer la précision.
Discussion des Résultats
Les résultats montrent qu'en comprenant les masses et âges de ces étoiles, on peut avoir un aperçu des processus qui régissent l'évolution stellaire. Les résultats peuvent également informer les théories sur la façon dont les étoiles perdent de la masse et comment les systèmes binaires interagissent.
Les chercheurs ont souligné la nécessité de plus de données à l'avenir, car beaucoup de leurs estimations d'âge dépendent de mesures incertaines. Plus d'observations pourraient aider à réduire les incertitudes et améliorer notre connaissance de ces systèmes fascinants.
Conclusion
En résumé, cette étude fournit des informations précieuses sur les systèmes similaires à Sirius et éclaire les âges et masses des naines blanches. Ces résultats contribuent à notre compréhension de l'évolution stellaire et de la dynamique des systèmes stellaires binaires. De futures recherches seront essentielles pour élargir les connaissances dans ce domaine et affiner la précision des modèles existants.
Titre: Dynamical Masses and Ages of Sirius-like Systems
Résumé: We measure precise orbits and dynamical masses and derive age constraints for six confirmed and one candidate Sirius-like systems, including the Hyades member HD 27483. Our orbital analysis incorporates radial velocities, relative astrometry, and Hipparcos-Gaia astrometric accelerations. We constrain the main-sequence lifetime of a white dwarf's progenitor from the remnant's dynamical mass and semi-empirical initial-final mass relations and infer the cooling age from mass and effective temperature. We present new relative astrometry of HD 27483 B from Keck/NIRC2 observations and archival HST data, and obtain the first dynamical mass of ${0.798}_{-0.041}^{+0.10}$ $M_{\odot}$, and an age of ${450}_{-180}^{+570}$ Myr, consistent with previous age estimates of Hyades. We also measure precise dynamical masses for HD 114174 B ($0.591 \pm 0.011$ $M_{\odot}$) and HD 169889 B (${0.526}_{-0.037}^{+0.039}$ $M_{\odot}$), but their age precisions are limited by their uncertain temperatures. For HD 27786 B, the unusually small mass of $0.443 \pm 0.012$ $M_{\odot}$ suggests a history of rapid mass loss, possibly due to binary interaction in its progenitor's AGB phase. The orbits of HD 118475 and HD 136138 from our RV fitting are overall in good agreement with Gaia DR3 astrometric two-body solutions, despite moderate differences in the eccentricity and period of HD 136138. The mass of ${0.580}_{-0.039}^{+0.052}$ $M_{\odot}$ for HD 118475 B and a speckle imaging non-detection confirms that the companion is a white dwarf. Our analysis shows examples of a rich number of precise WD dynamical mass measurements enabled by Gaia DR3 and later releases, which will improve empirical calibrations of the white dwarf initial-final mass relation.
Auteurs: Hengyue Zhang, Timothy D. Brandt, Rocio Kiman, Alexander Venner, Qier An, Minghan Chen, Yiting Li
Dernière mise à jour: 2023-07-09 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2303.08198
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.08198
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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