Космічний телескоп TESS допоміг науковцям дослідити коричневий карлик HIP 61637 b. Він обертається навколо масивної старої зорі. Аналізуючи його орбіту, астрономи змогли зрозуміти більше про те, як утворюються подібні об’єкти.
Рідкісний коричневий карлик
Сайт phys.org повідомляє, що астрономи з Гарвардського університету представили цікаві дослідження коричневого карлика HIP 61637 b. У цьому їм допоміг космічний телескоп TESS. Дослідники визначили параметри орбіти об’єкта та змогли оцінити вік усієї системи.
Зоря HIP 61637, навколо якої обертається коричневий карлик, приблизно втричі масивніша за Сонце і належить до спектрального класу A. Це гарячі та масивні зорі, які еволюціонують значно швидше за Сонце. HIP 61637 вже наближається до кінця свого перебування на головній послідовності, після чого почне переходити до наступної стадії еволюції.
І саме це дозволило достатньо точно встановити вік усієї системи — 396 млн років, тобто зоря сформувалася вже після того, як життя на Землі вийшло на суходіл. Коричневий карлик, який сформувався разом із зорею, повинен мати той самий вік. Це робить HIP 61637 b особливо цінним об’єктом для вивчення властивостей та походження коричневих карликів.
Як утворюються коричневі карлики
Коричневі карлики — це об’єкти, які займають проміжне місце за масою між планетами-гігантами та зорями. Наймасивніші з них невдовзі після формування можуть деякий час підтримувати термоядерне горіння дейтерію, тоді як менш масивні не досягають необхідних для цього температур і тисків. Однак жоден коричневий карлик не має достатньої маси, щоб тривалий час підтримувати горіння звичайного водню, як це роблять зорі.
З часом усі коричневі карлики поступово охолоджуються і стають дедалі тьмянішими. У старому віці їхні властивості можуть нагадувати властивості холодних планет-гігантів, хоча за походженням це принципово різні об’єкти.
Науковці й досі сперечаються, як утворюються подібні об’єкти. Розглядають два основні сценарії. Коричневий карлик може сформуватися безпосередньо внаслідок гравітаційного колапсу газової хмари, подібно до зорі. Інший варіант — його формування в газопиловому диску навколо молодої зорі, за механізмом, схожим на формування планет.
Теоретично ці два сценарії можуть залишати різні сліди у властивостях системи, зокрема в орбіті коричневого карлика. Проте з часом гравітаційна взаємодія з іншими тілами та динамічна еволюція системи можуть змінити початкову орбіту. Ще одна проблема полягає в тому, що вік коричневих карликів зазвичай дуже складно визначити безпосередньо.
Що показали нові дослідження
У розв’язанні цього питання важливу роль відіграють нові дослідження HIP 61637 b. По-перше, цей коричневий карлик розташований у так званій «пустелі коричневих карликів» — діапазоні мас і орбітальних відстаней, де такі об’єкти трапляються значно рідше, ніж можна було б очікувати. Маса HIP 61637 b становить близько 48 мас Юпітера. Об’єкти в цьому діапазоні параметрів зустрічаються нечасто, що робить HIP 61637 b цікавим для дослідження можливих механізмів формування коричневих карликів.
По-друге, HIP 61637 b — лише сьомий коричневий карлик, для якого вдалося відносно надійно визначити вік. По-третє, його материнська зоря HIP 61637 є однією з наймасивніших зір, у яких виявлено коричневого карлика на такій орбіті. Молодий вік системи означає, що за сотні мільйонів років її орбіта, ймовірно, ще не зазнала такої тривалої динамічної еволюції, як у старіших системах. Тому її сучасні параметри можуть частково зберігати інформацію про умови формування. Її аналіз свідчить, що коричневий карлик, можливо, утворився в протопланетному диску, а не сформувався разом із самою зорею.
