V471 non observation naine brune circumbinaire de Tauri; Applegate, ou des hypothèses trop restrictives?


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tl; dr L'observation de la naine brune a-t-elle été réfutée?

Je viens de commencer à lire sur l'objet intéressant V471 Tauri. Les deux premières phrases de l'introduction au système V471 Tauri: une sonde multi-types de données Vaccaro et al. (2015):

V471 Tau, un binaire éclipsant nain blanc-rouge nain (EB) dans les Hyades avec une période d'orbite de , est principalement connu pour son rôle historique unique en tant que stimulant de la théorie de l'évolution de l'enveloppe commune (Chau et al. 1974; Refsdal 1974 ; Sparks & Stecher 1974; Ostriker 1976; Paczynski 1976; Alexander et al.1976; Taam et al.1978). Les autres propriétés comprennent un compagnon nain brun probable à l'EB, le spin du nain blanc mesuré, la perte de masse et l'échange dans un binaire détaché, la rotation différentielle mesurée via des points magnétiques, la distribution des points, des paramètres précis de la naine blanche et des mesures de distance photométrique-spectroscopique qui aident à déterminer l'emplacement du binaire dans les Hyades.0d.52118

C'est le "compagnon nain brun probable" sur lequel je voudrais poser des questions. L'article avec le titre accrocheur " Les premiers résultats scientifiques de SPHERE: réfuter le nain brun prédit autour de V471 Tau " Hardy et al. (2015) SPHERE est un nouveau système optique adaptatif avancé au Very Large Telescope (VLT). L'image ci-dessous (figure 3) fait partie de l'argument, et la suggestion est que s'il n'y a pas de naine brune dans la bande entre les deux cercles blancs, alors la naine brune prédite n'existe pas.

Cela serait intéressant, car il faudrait trouver une autre explication à la dérive lente et périodique du moment de l'éclipse. Une possibilité est le mécanisme Applegate que je ne comprends pas, mais peut poser une question distincte après cela.

De retour à Vaccaro 2015 , la section 9, intitulée "Sur la réalité de la troisième étoile", compte plus de six pages de discussion sur les hypothèses sous-jacentes, et si je comprends bien, elle fournit plusieurs façons possibles d'exister mais de ne pas montrer une naine brune appropriée. dans l'image SPHERE. Essentiellement réfutant l'existence de la preuve.

Je voudrais savoir: ma compréhension de la situation actuelle est-elle correcte? Y a-t-il eu des développements plus récents?

entrez la description de l'image ici

ci-dessus: panneau gauche de la figure 3 de Hardy et al. 2015 : "Figure 3. Image en bande H de V471 Tau obtenue sur l'instrument SPHERE IRDIS au VLT. Panneau de gauche: Image résultante après imagerie différentielle angulaire (ADI). La zone entre les cercles blancs indique la position prédite de 5 sigma. de la naine brune ... "

entrez la description de l'image ici

ci-dessus: Le monstre actuellement connu sous le nom de SPHERE d' ici .


Quelle grande question. SPHERE a l'air incroyable!
Fattie

Réponses:


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Pour tous ces résultats d'imagerie directe, le paramètre critique est le contraste en fonction de la séparation. Cela vous permet de savoir à quel point un objet est plus faible que vous pouvez voir autour de l'objet principal beaucoup plus lumineux dont la lumière a été supprimée par le coronographe (le cercle noir au centre de l'étoile).

À partir du changement de synchronisation des éclipses (figure 1 dans leur article), vous pouvez prédire la masse et la séparation attendues du troisième objet (naine brune proposée) en utilisant leur équation 1 car vous connaissez la masse du binaire. À partir de modèles évolutifs de naines brunes, vous pouvez faire des prédictions sur la luminosité de la naine brune proposée pour sa masse prédite.

Vous pouvez ensuite rechercher un objet à la bonne séparation dans les images SPHERE. Ceci est montré dans leur figure 3 (figure de droite des 2) où ils montrent la luminosité d'un objet qu'ils pourraient voir en fonction de la séparation de l'étoile primaire; tout ce qui se trouve au-dessus de la courbe solide est quelque chose qu'ils devraient voir. Les lignes pointillées verticales montrent la limite de la séparation de la naine brune, prédite à partir des temps d'éclipse. Le symbole du diamant est la luminosité prévue de la naine brune à partir des modèles évolutifs compte tenu de sa masse.

Comme cela est bien au-dessus de la courbe de contraste (d'un facteur d'environ 15x) et que rien n'est vu dans les images à cette séparation, cela suggère fortement que la naine brune proposée n'existe pas. Les seules "sorties" sont si l'équipe SPHERE a mal mesuré la courbe de contraste (peu probable au niveau requis) ou si nos modèles de la façon dont les naines brunes brillantes devraient être sont également erronés d'environ 15x et que la naine brune est beaucoup , beaucoup plus faible que prévu.

Le mécanisme Applegate est un peu bizarre. L'idée est que lorsque l'étoile passe par des cycles d'activité magnétique (comme le font le Soleil et beaucoup d'autres étoiles) et que la force du champ magnétique augmente et diminue, cela fait changer la forme de l'étoile, se gonflant plus ou moins au niveau de l'étoile. l'équateur à mesure que le cycle progresse. Cela modifie la quantité de moment angulaire dans l'étoile, qui doit se coupler à l'orbite binaire car le moment angulaire doit être conservé, ce qui fait que l'orbite binaire se rétrécit ou se dilate. Cela expliquerait alors le changement de synchronisation des éclipses sans qu'il soit nécessaire de tirer le nain brun du troisième corps sur le binaire. Malheureusement, le mécanisme Applegate, bien qu'il puisse fonctionner dans le V471 Tau, ne peut pas expliquer les variations d'un tas d'autres systèmes binaires (la force du champ magnétique n'est pas assez forte) pour qu'il puisse ''

Le dernier article que j'ai pu trouver qui fait référence à Vaccaero et al. 2015, est Vanderbosch et al. 2017 . Ils font valoir qu'en raison du moment où les éclipses changent, mais que la période de rotation du secondaire nain blanc ne change pas, un troisième corps comme une naine brune ne peut pas expliquer les changements car il devrait changer le moment des deux "horloges". .


Merci d'avoir posté cette réponse bien écrite! C'est formidable quand quelqu'un fait revivre une question plus ancienne et publie une réponse bien fournie et réfléchie. Je vais donner Vanderbosch et al. 2017 à lire aujourd'hui.
uhoh

Pourquoi la naine brune doit-elle être à cette séparation et dans le plan du ciel?
Rob Jeffries

C'est un bon point. Les auteurs de SPHERE ont effectué des simulations Markov Chain Monte Carlo pour modéliser les variations temporelles de l'éclipse. i3 , l'inclinaison du 3e corps (naine brune) est dans la formule mais ils ne montrent pas les paramètres de plage ou de corrélation pour ce paramètre dans les ajustements. Je suppose que l'incertitude sur i3 est incluse dans leurs barres d'erreur pour la séparation. Vraisemblablement, la plage autorisée d'axes semi-majeurs du 3e corps à partir des synchronisations de l'éclipse, couplée à la distance proche, produit une plage étroite de séparations possibles.
astrosnapper

Merci encore pour l'excellente réponse. La méthode à deux horloges ( i.stack.imgur.com/LXSqR.png ) est un bon complément à la non-observation avec SPHERE. Je ne comprends pas encore complètement Applegate, (un corps qui change son moment d'inertie peut conserver son élan angulaire en changeant simplement son propre taux de rotation plutôt que d'échanger avec un élan angulaire orbital, non?) Mais je vais le lire un peu et peut-être poser une nouvelle question à ce sujet.
uhoh
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