В туманности Ориона наблюдают несколько объектов, которые слишком маломассивные и тусклые, чтобы считаться звездами. Это скорее нечто среднее между звездой и планетой. Но при всех своих скромных характеристиках они оказались способны создать вокруг себя целую планетную систему.
Протопланетные диски вокруг коричневых карликов в туманности Ориона / © NASA/ESA/CSA, Mark McCaughrean/ESA, Massimo Robberto/STScI/JHU, Kevin Luhman/Penn State, Catarina Alves de Oliveira/ESA
Благодаря коричневым карликам складывается гораздо более полная картина разнообразия возможных вариантов небесных тел. Все они формируются из одного и того же вещества во Вселенной. Чем они в итоге становятся, прежде всего зависит от количества, массы этого вещества. Когда она достигает определенного уровня, гравитация сжимает вещество объекта настолько сильно, что создает в центре тела давление, достаточное для запуска термоядерного синтеза. Так рождается звезда.
Как подсчитали астрофизики, для этого звезде желательно «весить» хотя бы как сотня Юпитеров. К примеру, масса Солнца равна примерно тысяче Юпитеров, а ближайшей его соседки Проксимы Центавра — всего около 130. То есть этот красный карлик, можно сказать, едва добрал нужное количество материи для высокого статуса звезды.
Самые массивные планеты, которые известны в космосе, в 13-14 раз тяжелее Юпитера — для планет это верхний физический предел. Все, что тяжелее, уже не планета, но еще и не звезда. В таком объекте начинаются слабые термоядерные процессы, и он может какое-то время испускать собственный очень тусклый свет, который разве что помогает заметить его источник в космосе, но вряд ли кого-то согреет. Это и есть коричневый карлик.
Поскольку коричневый карлик занимает такое промежуточное положение, ученым нужно было разобраться, как он появляется в космосе — как планета-переросток или как звезда-недоросль. В целом физика не запрещает ему вращаться вокруг более массивной звезды и даже находиться в паре с другим коричневым карликом. Кстати, Naked Science недавно писал об одном таком интересном случае.
Но может ли он играть роль самостоятельной звезды, то есть располагаться в центре собственной системы? Оказывается, может.
Недавно с помощью орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы заглянули в туманность Ориона на расстоянии 1300 световых лет от нас. Эта местность известна как «звездная колыбель»: там скопились тысячи «новорожденных» светил. Отличное место, чтобы посмотреть, как появляется на свет любая звездная система и как когда-то появилась наша Солнечная система.
Исследователи из Пенсильванского университета (США) вместе с коллегами из разных стран рассказали в статье для издания The Astrophysical Journal, что в этих «космических яслях» удалось заметить несколько коричневых карликов, окруженных широкими кольцами вещества. Это так называемые протопланетные диски, в них постепенно формируются миры. Конечно, такие системы выглядят довольно грустно: вместо яркого солнца — едва тлеющий уголек. Но то, что вообще могут быть столь необычные космические семейства, — само по себе любопытное открытие.
Комментарии
Хватит принижать коричневые карлики! Вот это неправда:
"Самые массивные планеты, которые известны в космосе, в 13-14 раз тяжелее Юпитера — для планет это верхний физический предел. Все, что тяжелее, уже не планета, но еще и не звезда. В таком объекте начинаются слабые термоядерные процессы, и он может какое-то время испускать собственный очень тусклый свет, который разве что помогает заметить его источник в космосе, но вряд ли кого-то согреет. Это и есть коричневый карлик."
"Конечно, такие системы выглядят довольно грустно: вместо яркого солнца — едва тлеющий уголек."
Граница не 13-14 масс Юпитера, а 11-13 (в нескольких статьях разных авторов с разными методами и условиями расчётов получилось одно и то же, узкий диапазон). Но это не важно. Важно то что коричневые карлики никакие не "тлеющие угольки" которых еле видно. 10 в -4 степени солнечной светимости это нормально так, а бывает и 10 в -3. Это радиус обитаемой зоны 1,5-2 млн. км.
Я вам даже графики показываю, эволюция карликов в диапазоне масс 12-16 масс Юпитера (более высокие линии - для более массивных). При удачных условиях карлик может разгореться через сотни миллионов лет, и светить десятки миллионов лет, вполне подходит для жизни. Для этого нужен "холодный старт" или "тёплый старт" (cold start, warm start, графики по порядку), учёные склоняются что у большинства карликов старт всё-таки горячий, и картина другая. Но другие учёные с ними не согласны, так что графики актуальны, коричневый карлик никакой не зародыш-уголёк!