Благодаря мощи телескопа James Webb (JWST), астрономы обнаружили самый маленький известный на сегодняшний день свободнолетящий коричневый карлик. Его масса превышает массу Юпитера всего в три-четыре раза.
В поисках коричневых карликов
Коричневые карлики иногда называют несостоявшимися звездами. Они тоже формируются в результате гравитационного коллапса газового облака, но их массы недостаточно, чтобы внутри них запустились полноценные реакции синтеза с участием водорода (хотя в их недрах и могут проходить реакции с участием ядер дейтерия и лития). Самые же легкие коричневые карлики по массам перекрываются с планетами-гигантами, что значительно затрудняет процесс их классификации.
Астрономы давно пытались найти ответ на вопрос, какой самый маленький объект, который может сформироваться подобно звезде в результате гравитационного коллапса. Для этого они решили изучить скопление IC 348, расположенное на расстоянии около тысячи световых лет в звездообразующем регионе Персея. Его возраст составляет около пяти миллионов лет. Это означает, что любые расположенные в нем коричневые карлики разогреты до больших температур и будут довольно активно испускать инфракрасное излучение.
После этого исследователи задействовали JWST. Им удалось найти три объекта, чья массы лежат в диапазоне от трех до восьми юпитерианских, а температуры поверхности — от 830 ℃ до 1500 ℃. Компьютерное моделирование показало, что масса самого маленького из них составляет всего три-четыре массы Юпитера.
Два найденных коричневых карлика, также демонстрируют спектральную подпись неопознанного углеводорода. Такую же инфракрасную сигнатуру обнаружила миссия Cassini в атмосферах Сатурна и Титана. Она также была замечена в межзвездной среде. Нынешние модели атмосфер коричневых карликов не предсказывали наличия в них таких соединений.
Гигантская планета или неудавшаяся звезда?
Пока что астрономам довольно сложно объяснить, как именно могли сформироваться столь маленькие коричневые карлики. Газовое облако может коллапсировать под действием собственной гравитации и стать звездой. Однако из-за более слабой гравитации маленькому облаку намного сложнее разрушиться и образовать коричневый карлик, не говоря уже о случаях, когда массы таких тел сопоставимы с массой планет.
Другой вопрос заключается в том, действительно ли найденные JWST тела, являются коричневыми карликами, а не выброшенными из своих систем планетами-гигантами. Хоте исследователи не могут полностью исключить последнюю возможность, они считают, что она маловероятна по двум причинам.
Во-первых, планеты-изгои большой массы редки по сравнению с планетами меньшей массы. Во-вторых, подавляющая часть звезд — это маломассивные светила, а планеты-гиганты среди них встречаются не часто. Поэтому маловероятно, что большинство звезд в IC 348 (которые являются маломассивными) способны породить столь крупные планеты. Кроме того, поскольку возраст скопления составляет всего пять миллионов лет, у них было совсем немного времени для формирования планет-гигантов и их последующего выброса из своих систем.
В будущем астрономы планируют продолжить наблюдения. Теории предполагают, что планеты-изгои чаще всего встречаются на окраинах звездных скоплений. Поэтому расширение зоны поиска может выявить их в пределах IC 348.
По материалам https://esawebb.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
