Завдяки потужності телескопа James Webb (JWST), астрономи виявили найменший відомий на сьогодні коричневий карлик, що вільно летить. Його маса перевищує масу Юпітера всього в три-чотири рази.
У пошуках коричневих карликів
Коричневі карлики іноді називають зорями, що не відбулися. Вони теж формуються внаслідок гравітаційного колапсу газової хмари, але їхньої маси недостатньо, щоб усередині них запустилися повноцінні реакції синтезу за участю водню (хоча в їхніх надрах і можуть проходити реакції за участю ядер дейтерію та літію). Найлегші ж коричневі карлики за масами перекриваються з планетами-гігантами, що значно ускладнює процес їхньої класифікації.
Астрономи давно намагалися знайти відповідь на питання, який найменший об’єкт, що може сформуватися подібно до зорі в результаті гравітаційного колапсу. Для цього вони вирішили вивчити скупчення IC 348, розташоване на відстані близько тисячі світлових років у зореутворюючому регіоні Персея. Його вік становить близько п’яти мільйонів років. Це означає, що будь-які розташовані в ньому коричневі карлики розігріті до великих температур і будуть досить активно випускати інфрачервоне випромінювання.
Після цього дослідники залучили JWST. Їм вдалося знайти три об’єкти, чиї маси лежать у діапазоні від трьох до восьми юпітеріанських, а температури поверхні — від 830 ℃ до 1500 ℃. Комп’ютерне моделювання показало, що маса найменшого з них становить лише три-чотири маси Юпітера.
Два знайдені коричневі карлики, також демонструють спектральний підпис непізнаного вуглеводню. Таку ж інфрачервону сигнатуру виявила місія Cassini в атмосферах Сатурна й Титана. Вона також була помічена в міжзоряному середовищі. Нинішні моделі атмосфер коричневих карликів не передбачали наявності в них таких сполук.
Гігантська планета чи зоря, що не відбулася?
Поки що астрономам досить складно пояснити, як саме могли сформуватися настільки маленькі коричневі карлики. Газова хмара може колапсувати під дією власної гравітації та стати зорею. Однак через слабшу гравітацію маленькій хмарі набагато складніше зруйнуватися й утворити коричневий карлик, не кажучи вже про випадки, коли маси таких тіл можна порівняти з масою планет.
Інше питання полягає в тому, чи дійсно знайдені JWST тіла є коричневими карликами, а не викинутими зі своїх систем планетами-гігантами. Хоча дослідники не можуть повністю виключити останню можливість, вони вважають, що вона малоймовірна з двох причин.
По-перше, планети-ізгої великої маси рідкісні порівняно з планетами меншої маси. По-друге, переважна частина зір — це маломасивні світила, а планети-гіганти серед них трапляються не часто. Тому малоймовірно, що більшість зір в IC 348 (які є маломасивними) здатні породити настільки великі планети. Крім того, оскільки вік скупчення становить лише п’ять мільйонів років, у них було зовсім небагато часу для формування планет-гігантів і їхнього подальшого викиду зі своїх систем.
У майбутньому астрономи планують продовжити спостереження. Теорії припускають, що планети-ізгої найчастіше трапляються на околицях зоряних скупчень. Тому розширення зони пошуку може виявити їх у межах IC 348.
За матеріалами https://esawebb.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
