11 марта 2013 года группа сопровождения инфракрасного телескопа WISE заявила, что открыла третью по удаленности от нас звездную систему. Luhman 16 — это пара коричневых карликов, расположенных в 6,5 световых лет от Солнца. Вспомним о том, как это произошло и почему это открытие не могли сделать раньше.
Ближайшие к нам звезды
Вопрос о том, какие звезды находятся ближе всего к нам, может показаться достаточно простым. Однако более или менее точный ответ на него человечество получило только в XX веке. Долгое время о расстояниях до других светил ничего не было известно.
Лишь на рубеже XIX—XX столетий люди поняли, что большинство звезд вокруг нас настолько малы и тусклы, что мы их практически не видим, несмотря на то, что они расположены значительно ближе, чем украшения ночного неба, известные со времен античности.
Такие звезды называются красными карликами. Звезда Барнарда, Проксима Центавра, Wolf 359, Lalande 21185 — все это светила подобного типа, находящиеся ближе к нам, чем Сириус, до которого всего 8,5 световых лет.
Коричневые карлики
Понятно, что если существуют объекты меньше размера и светимости красного карлика, то мы их не увидим, даже если они находятся достаточно близко. И теория предполагала, что такие объекты могут быть реальными. Их назвали коричневыми карликами.
Проблема заключалась в том, что коричневые карлики очень трудно заметить. В большинстве случаев, чем меньше масса звезды, тем ниже температура ее поверхности, а чем холоднее светило — тем сильнее пик его излучения сдвигается в красную область спектра. Для коричневых карликов он уже лежит за пределами видимого спектра.
Поэтому наземные телескопы, работающие в видимом диапазоне, долго не могли их найти. Это произошло только в 1995 году. Однако ученые были уверены, что мы из-за атмосферных препятствий не видим не только кучу коричневых карликов, но и другие объекты, такие как кометы и большие астероиды за орбитой Нептуна. Поэтому было решено вывести за пределы земной атмосферы инфракрасный телескоп.
WISE
Проект, впоследствии получивший название Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), был предложен в 1999 году. Он предполагал создание не очень большого, но очень чувствительного космического телескопа. Чтобы достичь наивысшей чувствительности, его оснастили огромным баком с жидким водородом, который должен был охлаждать аппарат до чрезвычайно низких температур.
На прохождение всех этапов — от идеи до готового аппарата — ушло 10 лет. В космос WISE стартовал 14 декабря 2009 года. Основной принцип его работы был прост: он пытался снять абсолютно все небо по нескольку раз, пока у него еще оставался охладитель. И уже потом ученые должны были начать анализировать все это невероятное количество снимков в поисках объектов, неизвестных науке.
WISE завершил обзор неба в январе 2011 года, после чего ученые приступили к работе. Одной из групп руководил профессор Пенсильванского университета Кевин Луман. Среди найденных ими объектов была обнаружена интересная и очень близкая к нам система коричневых карликов.
О том, что объект Luhman 16 является парой коричневых карликов, удаленной от нас на расстояние 6,588 световых лет, было объявлено 11 марта 2013 года. Эта система стала третьей по удаленности от Солнца, сдвинув с этой позиции красный карлик Wolf 359.
Интересно, что после этого Кевин Луман продолжил работу с данными WISE и открыл еще один очень близкий к нам коричневый карлик. На этот раз это был отдельный, чрезвычайно тусклый объект WISE 0855-0714, который при расстоянии 7,18 световых лет является четвертым по отдаленности от нас.
Система Luhman 16
Что же касается системы Luhman 16, то и десять лет спустя после открытия о ней известно немного. Больший из двух карликов — Luhman 16А — имеет массу 3,2% солнечной, или в 33 раза больше массы Юпитера. При этом радиус этой звезды оценивается всего в 85% юпитерианского, то есть это достаточно плотный объект.
При температуре поверхности 1350 K (приблизительно 1080°C) Luhman 16А относится к спектральному классу L. Вполне возможно, что светит он не остаточным светом, а благодаря термоядерным реакциям, которые все еще продолжаются в нем.
Еще меньше мы знаем о Luhman 16В. Его масса оценивается в 28,6 массы Юпитера, а вот радиус установить трудно потому, что этот объект постоянно меняет свою яркость. Судя по всему, температура его поверхности достигает 1200 K и он относится к «среднему» классу Т.
Наблюдения показывают, что оба коричневых карлика вращаются друг вокруг друга по немного вытянутой орбите с большой полуосью в 3,5 астрономических единицы и периодом 27,5 земных лет. Это сравнимо с периодом вращения Сатурна вокруг Солнца.
Спектроскопические исследования показывают, что коричневые карлики богаты такими щелочными металлами, как калий и натрий. Возраст их оценить тяжело. Максимальная оценка составляет 3—4,5 млрд лет, минимальная — 120 млн лет.
Исследования, проведенные в 2022 году, показали, что Luhman 16 является частью группы звезд, двигающихся в пространстве с почти одинаковыми скоростями и в одном направлении. Это хорошо совпадает с другими исследованиями, показывающими, что коричневые карлики рождаются вместе с обычными звездами.
Если это исследование верно, то возраст системы Luhman 16 составляет примерно 510 млн лет. Она значительно моложе Солнца — время ее существования сравнимо с продолжительностью существования многоклеточной жизни на Земле.
Возможная планетная система
Через несколько месяцев после открытия, в декабре 2013 года, ученые объявили, что в системе Luhman 16 присутствуют неравномерности движения, обнаруженные астрометрическими методами. Это могло означать присутствие третьего невидимого тела, то есть планеты.
По подсчетам специалистов, планета должна была иметь массу от нескольких до 30 юпитерианских и вращаться вокруг одного из коричневых карликов. Однако дальнейшие исследования доказали отсутствие рядом с Luhman 16 сначала тел больше Юпитера, а затем — и сравниваемых с Нептуном.
Однако вопрос о возможной жизни на планете размером с Землю, которая вращается вокруг одного из коричневых карликов, остается интригующим. Однозначного ответа на него до сих пор нет, ведь планет, вращающихся вокруг коричневых карликов, открыто очень немного.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
