V471 Tauris zirkumbinäre Nichtbeobachtung des Braunen Zwergs; Angemessene oder zu restriktive Annahmen?

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tl; dr Wurde die Beobachtung des Braunen Zwergs widerlegt?

Ich habe gerade angefangen, über das interessante Objekt V471 Tauri zu lesen. Die ersten beiden Sätze der Einführung in das V471 Tauri-System: Eine Sonde mit mehreren Datentypen Vaccaro et al. (2015):

V471 Tau, ein weißer Zwerg-Roter Zwerg, der die Binärzahl (EB) in den Hyaden mit der Umlaufzeit , ist vor allem für seine einzigartige historische Rolle als Stimulus für die Theorie der gemeinsamen Hüllkurvenentwicklung bekannt (Chau et al. 1974; Refsdal 1974) ; Sparks & Stecher 1974; Ostriker 1976; Paczynski 1976; Alexander et al. 1976; Taam et al. 1978). Andere Eigenschaften umfassen einen wahrscheinlichen Begleiter des Braunen Zwergs zum EB, den gemessenen Spin des Weißen Zwergs, den Massenverlust und den Austausch in einer abgelösten Binärdatei, die über Magnetpunkte gemessene Differenzialrotation, Punktverteilungen, genaue Parameter des Weißen Zwergs und photometrisch-spektroskopische Abstandsmessungen, die dazu beitragen Pin die Position der Binärdatei innerhalb der Hyaden.0d.52118

Es ist der "wahrscheinlich braune Zwergbegleiter", nach dem ich fragen möchte. Das Papier mit dem eingängigen Titel " Die ersten wissenschaftlichen Ergebnisse von SPHERE: Widerlegung des vorhergesagten Braunen Zwergs um V471 Tau " Hardy et al. (2015) SPHERE ist ein neues, fortschrittliches adaptives Optiksystem am Very Large Telescope (VLT). Das Bild unten (Abbildung 3) ist Teil des Arguments, und der Vorschlag lautet, dass der vorhergesagte Braune Zwerg nicht existiert, wenn im Band zwischen den beiden weißen Kreisen kein Brauner Zwerg zu sehen ist.

Dies wäre interessant, da eine alternative Erklärung für die langsame, periodische Drift im Eclipse-Timing gefunden werden müsste. Eine Möglichkeit ist der Applegate-Mechanismus, den ich nicht verstehe, aber danach möglicherweise eine separate Frage stelle.

Zurück zu Vaccaro 2015 , Abschnitt 9 mit dem Titel "Über die Realität des dritten Sterns" enthält mehr als sechs Seiten mit Diskussionen über die zugrunde liegenden Annahmen. Wenn ich das richtig verstehe, bietet es mehrere Möglichkeiten, wie ein geeigneter Brauner Zwerg existieren, aber nicht gezeigt werden kann oben im SPHERE-Bild. Im Wesentlichen widerlegt die Existenz widerlegt.

Ich würde gerne wissen: Ist mein Verständnis der aktuellen Situation korrekt? Gab es neuere Entwicklungen?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: Linke Tafel von Fig. 3 von Hardy et al. 2015 : "Abbildung 3. H-Band-Bild von V471 Tau, aufgenommen auf dem SPHERE IRDIS-Instrument am VLT. Linkes Feld: Ergebnisbild nach Angular Differential Imaging (ADI). Der Bereich zwischen den weißen Kreisen gibt die vorhergesagte 5-Sigma-Position an des Braunen Zwergs ... "

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oben: Das Monster, das derzeit von hier aus als SPHERE bekannt ist .

uhoh
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Was für eine großartige Frage. SPHERE sieht toll aus!
Fattie

Antworten:

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Für all diese direkten Bildgebungsergebnisse ist der Kontrast als Funktion der Trennung der kritische Parameter. Auf diese Weise wissen Sie, wie viel schwächer ein Objekt um das viel hellere Primärobjekt herum ist, dessen Licht vom Koronographen (dem schwarzen Kreis in der Mitte des Sterns) unterdrückt wurde.

Aus der Änderung der Eclipse-Timings (Abbildung 1 in ihrem Artikel) können Sie die erwartete Masse und Trennung des dritten Objekts (vorgeschlagener Brauner Zwerg) unter Verwendung ihrer Gleichung 1 vorhersagen, da Sie die Masse der Binärdatei kennen. Aus Evolutionsmodellen von Braunen Zwergen können Sie Vorhersagen darüber treffen, wie hell der vorgeschlagene Braune Zwerg für seine vorhergesagte Masse sein sollte.

Sie können dann in den SPHERE-Bildern nach einem Objekt mit der richtigen Trennung suchen. Dies ist in ihrer Abbildung 3 (rechte Abbildung der 2) dargestellt, in der sie zeigen, wie hell ein Objekt ist, das sie als Funktion der Trennung vom Primärstern sehen können. Alles über der durchgezogenen Kurve sollten sie sehen. Die vertikalen gepunkteten Linien zeigen die Grenze der Trennung des Braunen Zwergs, die aus den Zeitpunkten der Sonnenfinsternis vorhergesagt wurde. Das Diamantsymbol ist die vorhergesagte Helligkeit des Braunen Zwergs aus den Evolutionsmodellen aufgrund seiner Masse.

Da dies weit über der Kontrastkurve liegt (um einen Faktor von etwa 15x) und in den Bildern bei dieser Trennung nichts zu sehen ist, deutet dies stark darauf hin, dass der vorgeschlagene Braune Zwerg nicht existiert. Die einzigen "Auswege" sind, wenn das SPHERE-Team seine Kontrastkurve falsch gemessen hat (unwahrscheinlich auf dem erforderlichen Niveau) oder unsere Modelle, wie hellbraune Zwerge sein sollten, ebenfalls um den Faktor 15 falsch sind und der braune Zwerg viel ist viel schwächer als vorhergesagt.

Der Applegate-Mechanismus ist etwas seltsam. Die Idee ist, dass, wenn der Stern magnetische Aktivitätszyklen durchläuft (wie die Sonne und viele andere Sterne) und die Magnetfeldstärke wächst und schrumpft, sich die Form des Sterns ändert und sich beim Stern mehr oder weniger ausbaucht Äquator im Verlauf des Zyklus. Dies ändert die Größe des Drehimpulses im Stern, der in die binäre Umlaufbahn eingekoppelt werden muss, da der Drehimpuls erhalten bleiben muss, wodurch die binäre Umlaufbahn schrumpft oder sich ausdehnt. Dies würde dann die zeitliche Änderung der Finsternisse erklären, ohne dass der Braune Zwerg des dritten Körpers an der Binärdatei ziehen muss. Leider kann der Applegate-Mechanismus, obwohl er in V471 Tau funktioniert, die Variationen in einer Reihe anderer binärer Systeme nicht erklären (Magnetfeldstärke nicht stark genug), so dass er '

Das neueste Papier, das ich finden konnte, verweist auf Vaccaero et al. 2015 Papier ist Vanderbosch et al. 2017 . Sie argumentieren, dass sich ein dritter Körper wie ein Brauner Zwerg die Änderungen nicht erklären kann, da sich das Timing der beiden "Uhren" ändern sollte, da sich das Timing der Finsternisse ändert, sich aber die Spinperiode des Sekundärs des Weißen Zwergs nicht ändert. .

Astrosnapper
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Vielen Dank für die Veröffentlichung dieser gut geschriebenen Antwort! Es ist großartig, wenn jemand eine ältere Frage wiederbelebt und eine fundierte und nachdenkliche Antwort veröffentlicht. Ich werde Vanderbosch et al. 2017 heute lesen.
Uhoh
Warum muss sich der Braune Zwerg in dieser Trennung und in der Ebene des Himmels befinden?
Rob Jeffries
Das ist ein guter Punkt. Die SPHERE-Autoren haben Markov-Ketten-Monte-Carlo-Simulationen durchgeführt, um die Variationen der Eclipse-Zeit zu modellieren. i3 ist die Neigung des 3. Körpers (Brauner Zwerg) in der Formel enthalten, sie zeigen jedoch nicht die Bereichs- oder Korrelationsparameter für diesen Parameter in den Anpassungen. Ich gehe davon aus, dass die Unsicherheit für i3 in den Fehlerbalken für die Trennung enthalten ist. Vermutlich ergibt der zulässige Bereich der Halb-Hauptachsen des 3. Körpers aus den Eclipse-Timings in Verbindung mit dem engen Abstand einen engen Bereich möglicher Abstände.
Astrosnapper
Nochmals vielen Dank für die hervorragende Antwort. Die Zwei-Uhr-Methode ( i.stack.imgur.com/LXSqR.png ) ist eine schöne Ergänzung zur Nichtbeobachtung mit SPHERE. Ich verstehe Applegate noch nicht vollständig (ein Körper, der sein Trägheitsmoment ändert, kann den Drehimpuls erhalten, indem er nur seine eigene Rotationsrate ändert, anstatt sich mit dem Drehimpuls der Umlaufbahn auszutauschen, nein?), Aber ich werde das ein wenig nachlesen und vielleicht eine neue Frage stellen.
Uhoh