Використовуючи телескоп James Webb, астрономи спостерігали молодий коричневий карлик, відомий як Хамелеон Hα 1. У результаті вони виявили, що диск навколо цього коричневого карлика багатий на вуглеводні.
Протопланетні диски навколо коричневих карликів
Коричневі карлики (КК) — це субзоряні об’єкти між планетами й зірками, маса яких коливається між 13 і 80 масами Юпітера (0,012 і 0,076 сонячних). Отже, вони мають недостатню масу для підтримання термоядерного синтезу водню, але досить, щоб ініціювати горіння дейтерію.
Коричневі карлики часто мають протопланетні диски, що містять у своєму складі газу та пил. Вивчення цих дисків може дати важливі підказки про формування планетарних систем. Проте хімія дисків коричневих карликів залишається значною мірою не дослідженою, головним чином через їхню слабкість.
Хамелеон Hα 1 є коричневим карликом спектрального типу M7.5 з ефективною температурою 2805 К і масою близько 0.04–0.05 сонячних. Коричневий карлик є членом зоряного формування Хамелеон I Південь на відстані 625 світлових років, вік якого оцінюється в 1,4–2,4 млн років.
Дослідження за допомогою телескопа James Webb
Попередні спостереження Хамелеон Hα 1 виявили, що він містить оптично щільний, розширений протопланетний диск. Однак дуже мало відомо про властивості цього диска та його хімічний склад.
Саме тому команда астрономів на чолі з Марією Моралес-Кальдерон з Іспанського центру астробіології в Мадриді (Іспанія) використала середньоінфрачервоний інструмент (MIRI) на борту JWST для дослідження Хамелеон Hα 1 та його диска. MIRI дозволив їм дослідити внутрішню, щільну та теплу область диска, де можуть формуватися маленькі планети.
Різноманітна хімія протопланетного диска
Спостереження виявили, що диск Хамелеон Hα 1 містить безліч вуглеводнів, зокрема ацетилен, метан, етилен, діацетилен, етан або бензол. Загалом результати вказують на наявність 12 молекул, що містять вуглець, у диску.
Зібрані дані свідчать про те, що тепла вода присутня разом з усіма вуглеводнями у диску. Також були виявлені діоксид вуглецю, молекулярний водень і ціанистий водень, але у спектрі були відсутні оксид вуглецю та гідроксильні радикали.
Астрономи зазначають, що вуглеводні в диску демонструють температури в діапазоні від 225 до 450 К, і це свідчить, що вони походять зі спільного резервуару. Зображення вказують на те, що у пиловому диску переважають великі (близько 4 мкм у розмірі) аморфні силікати. Отримані дані також показують, що зростання частинок розпочалося приблизно 1,5 млн років тому.
Еволюція протопланетного диска Хамелеон Hα 1
Підсумовуючи нові знахідки, науковці роблять висновок, що диск Хамелеон Hα 1 може переходити від дуже молодого, багатого на воду, до більш еволюційного, з високим співвідношенням вуглецю до кисню. Вони підкреслюють, що цей диск демонструє найрізноманітнішу хімію, яку спостерігали досі у протопланетному диску коричневого карлика.
Багате молекулярне середовище являє собою унікальну можливість перевірити наше розуміння хімії дисків та її вплив на потенційне формування планет. Отримання інформації про резервуари виявлених молекул може ще більше пролити світло на склад майбутніх планет, що формуються навколо коричневих карликів.
За матеріалами phys.org
