Астрономи виявили тіло, яке важко однозначно віднести як до планет, так і до зір. Його зафіксували завдяки крихітним коливанням світла зорі, навколо якої воно обертається. За масою знахідка опинилася саме на межі, яка відокремлює справжні світила від тіл, у надрах яких термоядерний синтез так і не розпочинається.
Непримітна зоря та її сусід
За 1350 світлових років від Землі розташована зоря TOI-2155. Вона трохи більша, важча і гарячіша за Сонце, але сама по собі нічим не вирізняється.
Навколо неї обертається значно цікавіший об’єкт, про який пише phys.org з посиланням на дослідження, опубліковане в рецензованому журналі The Astronomical Journal. Науковці зафіксували це тіло лише завдяки крихітним зменшенням світимості, коли воно проходить перед диском зорі. Дослідники досі не певні, до якого типу його зарахувати.
Межа термоядерного запалення
Щоб колапсуюча газова хмара перетворилася на зорю, тиск у її надрах повинен стати достатнім для стійкого термоядерного синтезу водню в гелій. Саме цей процес абезпечує довготривале випромінювання тепла і світла, яке ми звикли вважати ознакою зорі. Проте питання, якою має бути маса газової хмари, щоб це сталося, астрономи обговорюють уже не одне десятиліття.
Якщо маси не вистачає, обʼєкт не підтримує стабільного водневого горіння та перетворюється на коричневий карлик. Він спочатку може бути досить гарячим, але з часом поступово охолоджується і випромінює переважно інфрачервоне світло.
Щоб зрозуміти, чому одні газові хмари стають зорями, а інші лишаються коричневими карликами, астрономи цілеспрямовано шукають об’єкти саме в цій перехідній зоні. Там трапляються найважчі представники карликів і найлегші зорі, які дозволяють перевірити теорію на практиці.
Маса на межі теорії
За допомогою супутника TESS агенції NASA та наземних телескопів із різних країн команда уточнила фізичні параметри об’єкта. TOI-2155b майже не відрізняється розміром від Юпітера, проте важить приблизно у 81 раз більше.
Густина TOI-2155b сягає приблизно 110 г/см³, тобто об’єкт майже вдесятеро щільніший за свинець. Попри масу, що приблизно у 81 раз перевищує масу Юпітера, його радіус майже не більший за юпітеріанський. Це пояснюється надзвичайно сильним гравітаційним стисканням речовини, яку всередині об’єкта підтримує тиск виродженого електронного газу.
Традиційно межу між коричневими карликами та зорями астрономи проводили від 75 до 80 мас Юпітера. Сучасні моделі показали, що на неї впливають ще й вік об’єкта, хімічний склад і навіть властивості атмосфери. Тому серед фахівців досі немає єдиної думки, де саме проходить ця межа.
Рідкісна знахідка для науки
Об’єкт TOI-2155b може виявитися одним із наймасивніших відомих коричневих карликів або однією з найлегших зір. Тіл саме в цій перехідній зоні відомо дуже мало. Транзитних коричневих карликів на сьогодні підтверджено трохи понад пів сотні, і лише невелика частина з них наближається до межі водневого синтезу настільки близько, як TOI-2155b.
Астрономія традиційно здобуває найбільше знань саме завдяки найрідкіснішим відкриттям. Кожен новий приклад на межі маси допомагає перевірити, чи узгоджуються теоретичні моделі з реальними спостереженнями.
Одна знахідка сама по собі не здатна визначити точне положення межі. Лише після детального вивчення більшої кількості подібних тіл астрономи зможуть уточнити умови, за яких зоря спроможна стійко підтримувати термоядерні реакції мільярди років.
