V471 no observación de la enana marrón circumbinaria de Tauri; ¿Applegate o supuestos demasiado restrictivos?

tl;dr ¿Se ha refutado la observación de la enana marrón?

Acabo de empezar a leer sobre el interesante objeto V471 Tauri. Las dos primeras frases de la introducción al sistema Tauri V471: una sonda de varios tipos de datos Vaccaro et al. (2015):

V471 Tau , una enana blanca-enana roja eclipsante binaria (EB) en las Hyades con período orbital 0 d .52118 , es conocido principalmente por su papel histórico único como estímulo para la teoría de la evolución de la envoltura común (Chau et al. 1974; Refsdal 1974; Sparks & Stecher 1974; Ostriker 1976; Paczynski 1976; Alexander et al. 1976; Taam et al. 1978) . Otras propiedades incluyen una probable enana marrón compañera del EB, giro de enana blanca medido, pérdida de masa e intercambio en un binario separado, rotación diferencial medida a través de puntos magnéticos, distribuciones de puntos, parámetros precisos de enana blanca y medidas de distancia fotométrica-espectroscópica que ayudan a precisar la ubicación del binario dentro de las Hyades.

Es el "probable compañero enano marrón" sobre el que me gustaría preguntar. El artículo con el atractivo título " Los primeros resultados científicos de SPHERE: Desmintiendo la predicción de la enana marrón alrededor de V471 Tau " Hardy et al. (2015) SPHERE es un sistema de óptica adaptativa nuevo y avanzado en el Very Large Telescope (VLT). La imagen de abajo (figura 3) es parte del argumento, y la sugerencia es que si no se ve una enana marrón en la banda entre los dos círculos blancos, entonces la enana marrón predicha no existe.

Esto sería interesante, porque habría que encontrar una explicación alternativa para la deriva lenta y periódica en el tiempo del eclipse. Una posibilidad es el mecanismo Applegate que no entiendo, pero puede hacer una pregunta por separado después de esto.

Volviendo a Vaccaro 2015 , la sección 9, titulada "Sobre la realidad de la tercera estrella", tiene más de seis páginas de discusión de los supuestos subyacentes, y si entiendo correctamente, proporciona varias formas posibles en las que una enana marrón adecuada podría existir pero no mostrar arriba en la imagen de SPHERE. En esencia refutar la existencia refutar.

Me gustaría saber: ¿Es correcta mi comprensión de la situación actual? ¿Ha habido desarrollos más recientes?

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arriba: Panel izquierdo de la Fig. 3 de Hardy et al. 2015 : "Figura 3. Imagen de banda H de V471 Tau obtenida en el instrumento SPHERE IRDIS en el VLT. Panel izquierdo: imagen resultante después de la adquisición de imágenes diferenciales angulares (ADI). El área entre los círculos blancos indica la posición predicha de 5 sigma de la enana marrón..."

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arriba: El monstruo actualmente conocido como SPHERE desde aquí .

Qué gran pregunta. ESFERA se ve increíble!

Respuestas (1)

Para todos estos resultados de imágenes directas, el parámetro crítico es el contraste en función de la separación. Esto le permite saber cuánto más débil puede ver un objeto alrededor del objeto primario mucho más brillante cuya luz ha sido suprimida por el coronógrafo (el círculo negro en el centro de la estrella).

A partir del cambio en los tiempos de los eclipses (Figura 1 en su artículo), puede predecir la masa esperada y la separación del tercer objeto (enana marrón propuesta) utilizando su ecuación 1, ya que conoce la masa del binario. A partir de modelos evolutivos de enanas marrones, puede hacer predicciones de cuán brillante debería ser la enana marrón propuesta para su masa predicha.

A continuación, puede buscar un objeto en la separación correcta en las imágenes de SPHERE. Esto se muestra en su Figura 3 (figura de la derecha de la 2) donde muestran qué tan brillante podría verse un objeto en función de la separación de la estrella primaria; todo lo que esté por encima de la curva sólida es algo que deberían ver. Las líneas punteadas verticales muestran el límite de la separación de la enana marrón, predicho a partir de los tiempos de los eclipses. El símbolo del diamante es el brillo predicho de la enana marrón a partir de los modelos evolutivos dada su masa.

Dado que está muy por encima de la curva de contraste (por un factor de aproximadamente 15x) y no se ve nada en las imágenes con esa separación, esto sugiere fuertemente que la enana marrón propuesta no existe. Las únicas "salidas" son si el equipo de SPHERE ha medido su curva de contraste incorrectamente (poco probable en el nivel necesario) o si nuestros modelos de cuán brillantes deberían ser las enanas marrones también están equivocados por un factor de 15x y la enana marrón es mucho , mucho más débil de lo previsto.

El mecanismo Applegate es un poco raro. La idea es que a medida que la estrella pasa por ciclos de actividad magnética (como lo hacen el Sol y muchas otras estrellas) y la fuerza del campo magnético crece y se reduce, esto hace que la forma de la estrella cambie, abultándose más o menos en la estrella. ecuador a medida que avanza el ciclo. Esto cambia la cantidad de momento angular en la estrella, que tiene que acoplarse en la órbita binaria ya que el momento angular debe conservarse, lo que hace que la órbita binaria se encoja o se expanda. Esto explicaría entonces el cambio en los tiempos de los eclipses sin la necesidad de que la enana marrón del tercer cuerpo tire del binario. Desafortunadamente, el mecanismo Applegate, aunque puede funcionar en V471 Tau, no puede explicar las variaciones en muchos otros sistemas binarios (la fuerza del campo magnético no es lo suficientemente fuerte), por lo que sí puede.

El último artículo que pude encontrar que hace referencia a Vaccaero et al. Documento de 2015, es Vanderbosch et al. 2017 _ Argumentan que debido a que el tiempo de los eclipses cambia pero el período de giro de la enana blanca secundaria no cambia, un tercer cuerpo como una enana marrón no puede explicar los cambios, ya que debería cambiar el tiempo de ambos "relojes". .

¡Gracias por publicar esta respuesta tan bien escrita! Es genial cuando alguien revive una pregunta anterior y publica una respuesta reflexiva y bien fundamentada. Le daré a Vanderbosch et al. 2017 una lectura hoy.
¿Por qué la enana marrón debe estar en esa separación y en el plano del cielo?
Este es un buen punto. Los autores de SPHERE han realizado simulaciones de Markov Chain Monte Carlo para modelar las variaciones del tiempo del eclipse. i3 , la inclinación del tercer cuerpo (enana marrón) está en la fórmula, pero no muestran los parámetros de rango o correlación para este parámetro en los ajustes. Supongo que la incertidumbre en i3 está incluida en sus barras de error para la separación. Presumiblemente, el rango permitido de semiejes mayores del tercer cuerpo de los tiempos del eclipse, junto con la distancia cercana, produce un rango estrecho de separaciones posibles.
Gracias de nuevo por la excelente respuesta. El método de dos relojes ( i.stack.imgur.com/LXSqR.png ) es un buen complemento para la no observación con SPHERE. Todavía no entiendo completamente Applegate (un cuerpo que cambia su momento de inercia puede conservar el momento angular simplemente cambiando su propia velocidad de rotación en lugar de intercambiar con el momento angular orbital, ¿no?) Pero leeré un poco sobre eso y tal vez hacer una nueva pregunta al respecto.
V471 no observación de la enana marrón circumbinaria de Tauri; ¿Applegate o supuestos demasiado restrictivos?
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