Астрономи розгадали таємницю коричневого карлика Глізе 229B. При своїй масі він мав би бути значно яскравішим, ніж є. Виявляється, насправді це двійнята, пара об’єктів, що займають проміжне положення між планетами та зорями.
Загадковий коричневий карлик
Про перший відомий коричневий карлик, Глізе 229B, написані сотні робіт з моменту його відкриття дослідниками Каліфорнійського технологічного інституту в Паломарській обсерваторії в 1995 році. Але нагальна таємниця щодо цієї кулі зберігається: вона занадто тьмяна для своєї маси.
Коричневі карлики легші за зорі й важчі за газові гіганти, такі як Юпітер. І хоча астрономи виміряли, що маса Глізе 229B приблизно в 70 разів перевищує масу цього газового гіганта, об’єкт такої ваги повинен світити яскравіше, ніж те, що спостерігали телескопи.
Тепер міжнародна команда астрономів під керівництвом Каліфорнійського технологічного інституту нарешті розгадала цю таємницю: коричневий карлик насправді є парою тісно згуртованих коричневих карликів, маса яких приблизно в 38 і 34 рази перевищує юпітеріанську, і які обертаються навколо один одного кожні 12 днів. Спостережувані рівні яскравості пари відповідають очікуваним для двох маленьких, тьмяних коричневих карликів у цьому діапазоні мас.
«Глізе 229B вважалася зразковим коричневим карликом, — каже Джеррі В. Сюань, аспірант, який працює з Дмитром Маветом, професором астрономії Девіда Моррісроу. — І тепер ми знаємо, що весь цей час помилялися щодо природи об’єкта. Він не один, а два. Ми просто не могли дослідити розділення на такій близькій відстані до цього часу».
Розгадка природи Глізе 229B
Окреме незалежне дослідження в The Astrophysical Journal Letters під керівництвом Сема Вайтбука, аспіранта Каліфорнійського технологічного інституту, і Тіма Брандта, асоційованого астронома Наукового інституту космічних телескопів у Балтиморі, також дійшло висновку, що Глізе 229B є парою коричневих карликів.
Це відкриття порушує нові питання про те, як утворюються такі тісні дуети коричневих карликів, як цей, і припускає, що подібні подвійні коричневі карлики — або навіть екзопланети — можуть чекати на своє відкриття.
Те, що Глізе 229B є бінарною, не тільки усуває нещодавню напругу, яка спостерігалася між її масою і світністю, а й значно поглиблює наше розуміння коричневих карликів, які перебувають на межі між зорями й гігантськими планетами.
Глізе 229B була відкрита в 1995 році командою Калтеху, до якої входили Ребекка Оппенгеймер, на той час аспірантка Калтеху, Шрі Кулкарні, професор астрономії й планетології Джорджа Еллері Хейла, Кіт Метьюз, фахівець із приладів Калтеху, та інші колеги.
Астрономи використовували обсерваторію Паломар, щоб виявити, що Gliese 229B має метан у своїй атмосфері — явище, характерне для газових гігантів, таких як Юпітер, але не для зірок. Це відкриття стало першим підтвердженим виявленням класу холодних зореподібних об’єктів, які називаються коричневими карликами — відсутньої ланки між планетами й зорями, що теоретично існувала близько 30 років тому.
«Розділення» системи Глізе 229B
Через майже 30 років після відкриття і сотні спостережень Глізе 229B все ще спантеличувала астрономів своєю несподіваною тьмяністю. Вчені підозрювали, що Глізе 229B можуть бути двійнятами, але «щоб протягом 30 років залишатися непоміченими астрономами, ці два коричневі карлики мали б бути дуже близько один до одного», — каже Сюань.
Щоб розділити Gliese 229B на два об’єкти, команда використовувала два різні інструменти, що базуються на Дуже великому телескопі Європейської південної обсерваторії в Чилі. Вони використали інструмент GRAVITY, інтерферометр, який поєднує світло від чотирьох різних телескопів, для просторового розділення тіла на два об’єкти, а також інструмент CRIRES+ (кріогенний інфрачервоний ешелонований спектрограф високої роздільної здатності) для виявлення різних спектральних сигнатур від двох об’єктів.
Останній метод передбачав вимірювання руху (або доплерівського зсуву) молекул в атмосфері коричневих карликів, що вказувало на те, що одне тіло рухалося до нас, на Землю, а інше — від нас, і навпаки, коли вони оберталися по орбіті одне одного.
Ці спостереження, які проводилися протягом п’яти місяців, показали, що дует коричневих карликів, які тепер називаються Глізе 229Ba і Глізе 229Bb, обертаються один навколо одного кожні 12 днів із відстанню, яка лише в 16 разів перевищує відстань між Землею і Місяцем. Разом вони обертаються навколо зорі М-карлика (меншої та червонішої за наше Сонце) кожні 250 років.
Загадки утворення подвійної системи коричневих карликів
Як виникла ця бурлива пара космічних тіл, досі залишається загадкою. Деякі теорії стверджують, що пари коричневих карликів могли утворитися всередині вихрових дисків речовини, які оточують зорю, що формується. Диск розпадається на два зародки коричневих карликів, які після близького зіткнення стають гравітаційно пов’язаними. Чи працюють ці ж механізми формування для утворення пар планет навколо інших зір, ще належить з’ясувати.
У майбутньому команда хотіла б шукати ще ближчі орбіти подвійних коричневих карликів за допомогою таких інструментів, як Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), який був розроблений командою під керівництвом Мавета в Обсерваторії ім. В. М. Кека на Гаваях, а також майбутнього інфрачервоного спектрографа високої роздільної здатності для характеристики екзопланет (HISPEC), який будується в Каліфорнійському технологічному інституті та інших лабораторіях командою на чолі з Маветом.
За матеріалами phys.org
