التصوير بالدقة الزاوية العالية لنظام النجم الثنائي V892 Tau: اكتشاف قرص حول النجم الأساسي وتحديث القيود المدارية

Christina L. Vides

Steph Sallum

Josh Eisner

Andy Skemer

Ruth Murray-Clay

latex

مُلخّص

نقدّم في هذه الدراسة تصويرًا مباشرًا لـ V892 Tau، وهو نجم Herbig Ae/Be شاب مصحوب برفيق نجمي قريب ومحاط بقرص مزدوج. تتضمن ملاحظاتنا صورًا تم الحصول عليها باستخدام Keck 2/NIRC2 مع تقنية التقنيع غير التكراري ومستشعر الموجة الهرمي في نطاقي K\(^\prime\) (2.12\(\mu\)m) وL\(^\prime\) (3.78\(\mu\)m). تظهر ملاحظات L\(^\prime\) حساسية أكبر لرصد الرفقاء منخفضي الكتلة والمواد الباردة في القرص، في حين تستكشف ملاحظات K\(^\prime\) المواد الأكثر سخونة بدقة زاوية فائقة. تمكّننا هذه البيانات متعددة الأطوال الموجية ومتعددة العصور من التمييز بين انبعاثات الرفيق النجمية وانبعاثات القرص، واستكشاف بنية القرص حول الثنائي عند فواصل زاوية صغيرة. نقيد الخصائص الهندسية للنظام من خلال تركيب نماذج هندسية للقرص والرفيق على بيانات النطاقين K\(^\prime\) وL\(^\prime\)، مما يمكّننا من استخراج خصائص مدارية وضوئية محدثة للثنائي. علاوةً على ذلك، نقيّد البنية الهندسية للقرص حول الثنائي، ونكشف لأول مرة عن قرص حول النجم الأساسي.

مقدمة

رغم أن التنبؤ بوجود كواكب محيطية في نظم ثنائيات النجوم يعود إلى الثمانينيات (1980CeMec..22....7S, 1988A&A...191..385R, 1993CeMDA..56...45B)، فإن رصدها لم يتحقّق إلا في السنوات الأخيرة (2003Sci...301..193S, 2011Sci...333.1602D). من بين أكثر من 5000 كوكب خارجي مؤكد، تأكد أن 75 منها فقط تدور في مدارات ثنائية محيطية (CB)، حيث يدور الكوكب حول كلا النجمين (2013PASP..125..989A). تمثل هذه الكواكب الناضجة تحديًا لنظريات تكوين الكواكب، إذ تقع معظم مساراتها بالقرب من حدود الاستقرار (2011Sci...333.1602D, 2020AJ....159...94S)، ما يشير إلى أن الهجرة تلعب دورًا حاسمًا، ومع ذلك تبقى تفاصيل هذه العملية قيد الاختبار (2006ApJ...642..478M, 2008A&A...483..633P, 2014A&A...564A..72K, 2021A&A...645A..68P, 2022MNRAS.513.2563C).

بفضل الدراسات عالية الدقة الزاوية للأقراص المحيطية الثنائية، أصبح بإمكاننا توصيف الظروف الأولى لتشكل هذه الكواكب. تعزّز قيود توزيع الغبار فهمنا للأماكن التي يحتمل أن تنشأ فيها الكتل البدئية (2012A&A...539A..18M, 2015A&A...582A...5L)، كما تساعد على فهم آليات الهجرة في ظل بنية القرص المكانية (2008A&A...478L..31G, 2009ApJ...700..491M, 2017ApJ...840...60B, 2018ApJ...869L..44K). بالإضافة إلى ذلك، تشير التنبؤات النظرية للطيف الأولي إلى تباينات منخفضة في نطاق الأشعة تحت الحمراء للكواكب النابتة (2015ApJ...799...16Z, 2015ApJ...803L...4E, 2003A&A...402..701B)، ما يضفي أهمية على البحث عنها بالتصوير الحراري.

V892 Tau

يعد V892 Tau مختبرًا طبيعيًا لدراسة تكوين الكواكب الثنائية، وهو نجم شاب من نوع Herbig Ae/Be يقع على مسافة تقارب 135 pc في منطقة تكوين النجوم Taurus-Auriga (2020yCat.1350....0G). تتراوح تقديرات تصنيفه الطيفي من A0 إلى B9 (1992ApJ...397..613H, 1994ApJ...424..237S, 2004AJ....127.1682H, 2014ApJ...786...97H). في التصوير القريب من الأشعة تحت الحمراء يُرى رفيق ثانوي بفواصل زاوية تتراوح بين 40 و65 mas، مع أحدث القيود المدارية: نصف المحور الرئيسي a = 7.1 \(\pm\) 0.1 au، الفترة P = 7.7 \(\pm\) 0.2 سنة، الشذوذ e = 0.27 \(\pm\) 0.1، والميل i = 59.3 \(\pm\) 2.7\(^{\circ}\) (2005A&A...431..307S, 2008ApJ...681L..97M, 2021ApJ...915..131L). من خلال تتبع دوران غاز CO بالرصد التداخلي، قدّرت الكتلة الإجمالية للنظام بـ 6.0 \(\pm\) 0.2 \(M_\odot\) (2021ApJ...915..131L).