«Джеймс Уэбб» нашел самого маленького коричневого карлика

❋ 1.7

В звездном скоплении IC 348 астрономы обнаружили несколько тусклых кандидатов в маломассивные коричневые карлики. Ученых удивило наличие неизвестного углеводорода в их атмосферах. Один из объектов — потенциально самый маленький свободно летающий коричневый карлик за всю историю наблюдений.

Астрономия

# Джеймс Уэбб

# Коричневый карлик

# формирование планет

Центральная область звездного скопления IC 348 в «объективе» инструмента NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб». Яркий объект в центре — бинарная звезда. Вероятно, именно ее ветер сформировал из межзвездного вещества гигантскую спираль / © The Astronomical Journal (2023), DOI: 10.3847/1538-3881/ad00b7 / Автор: Сергей Данилов

Коричневые карлики формируются как звезды, но не набирают достаточной массы для запуска устойчивой термоядерной реакции. Они так и не «зажигаются». Обычно эти объекты в 75 раз массивнее Юпитера, но бывают и небольшими, до 15 масс Юпитера.

Нижняя граница их массы остается предметом пристального изучения астрономов. Ведь когда мы разберемся в формировании и эволюции маломассивных коричневых карликов и их атмосфер, станем лучше понимать и образование планет.

Проблема в том, что эти тусклые объекты очень непросто найти. Из-за низкой температуры они сильнее всего «светятся» в инфракрасном диапазоне. Ученые идентифицировали коричневых карликов массой около 5-10 масс Юпитера в данных инфракрасных обзоров неба. Но разрешения этих наблюдений не хватило на то, чтобы точно определить их параметры. Теперь же у астрономов есть мощная орбитальная инфракрасная обсерватория «Джеймс Уэбб».

Ярче всех «горят» молодые коричневые карлики. Искать самые маленькие из них, конечно, проще в ближайших регионах активного звездообразования. По словам авторов нового исследования, лучше всего для этого подходит звездное скопление IC 348 в молекулярном облаке Персея.

Это скопление хорошо изучено. Известно около 500 объектов, в том числе маломассивные тела массой около 10 масс Юпитера. Оно подходит и по ряду других параметров. В частности, там нет областей ионизированного водорода, а за ним нет яркого фонового излучения. Оба мешали бы наблюдениям.

Международная группа ученых с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» изучила плотный центральный регион скопления на наличие кандидатов в маломассивные коричневые карлики. Среди прочего они выделили три перспективных объекта с массами от трех до восьми масс Юпитера и температурами от 830 до 1500 градусов Цельсия.

Снимки некоторых кандидатов в коричневые карлики / © NASA, ESA, CSA, STScI, and K. Luhman (Penn State University) and C. Alves de Oliveira (European Space Agency)

При такой массе эти объекты могут оказаться гигантскими планетами, «выкинутыми» из своих звездных систем. Авторы статьи утверждают, что это маловероятно. Во-первых, скоплению лишь пять миллионов лет — этого времени недостаточно для того, чтобы такая планета успела сформироваться и покинуть систему. Во-вторых, и гигантские планеты, и массивные звезды, у которых они формируются, встречаются значительно реже менее массивных тел.

Тем не менее в данных наблюдений есть аномалии в спектрах двух кандидатов. Ученые объяснили необычные сигналы наличием неизвестного углеводорода в атмосферах первого и третьего объектов. Ни одна из известных моделей эволюции молодых коричневых карликов не объясняет возможное появление этих соединений в их атмосфере.

Авторы предположили, что формирование углеводородов спровоцировало совпадение каких-то параметров: низкой температуры, слабой поверхностной гравитации и тонких облаков. Такие показатели свойственны более «пожилым» карликам, совершающим переход тел от класса L к более холодному классу T. Но исследователи все равно не смогли объяснить с физической точки зрения, как этот переход может спровоцировать одновременно образование углеводородов и слабые признаки принадлежности первого объекта более горячему спектральному классу M.

Чтобы разобраться в возникших вопросах и подтвердить гипотезы авторов новой работы, потребуются дополнительные наблюдения, причем более продолжительные. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomical Journal.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.