Уэбб нашел коричневый карлик, который является самым маленьким из до сих пор обнаруженных

С помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб" астрономы обнаружили самый маленький объект, который может образовываться так, как образуются звезды - коричневый карлик, находящийся в свободном плавании, масса которого лишь в три-четыре раза превышает массу Юпитера.

"Один из основных вопросов, который вы найдете в каждом учебнике по астрономии, - какие самые маленькие звезды? Это то, на что мы пытаемся найти ответ", - пояснил ведущий автор исследования Кевин Луман из Университета штата Пенсильвания, рассказывают в НАСА.

Результаты исследования были опубликованы в The Astronomical Journal.

Коричневые карлики - это объекты, которые находятся между звездами и планетами. Они формируются подобно звездам, становясь достаточно плотными, чтобы сжаться под действием собственной гравитации.

Однако они никогда не становятся достаточно плотными и горячими, чтобы начать плавить водород и превратиться в звезду, которая сияет так, как например наше Солнце.

Некоторые коричневые карлики находятся на нижнем конце шкалы и их можно сравнить с планетами-гигантами. При таком размере они весят лишь в несколько раз больше массы Юпитера.

Чтобы обнаружить самый маленький коричневый карлик, команда изучила звездное скопление IC 348, расположенное на расстоянии около 1 000 световых лет в звездообразующем регионе Персея. Возраст скопления составляет всего около пяти миллионов лет.

Поскольку это скопление молодое, любые коричневые карлики все еще будут яркими в инфракрасном свете, который излучается от тепла их формирования.

Используя камеру NIRCam Вебба, команда сначала сфотографировала центр скопления, чтобы определить кандидатов в коричневые карлики на основе их яркости и цвета. Самые перспективные объекты были отслежены с помощью спектрографа NIRSpec Вебба.

Чувствительность "Вебба" к инфракрасному излучению позволила команде обнаружить более тусклые объекты, чем могут наземные телескопы. Острое зрение телескопа также помогло определить, какие красные объекты были точно коричневыми карликами по сравнению с пятнами-фоновыми галактиками.

Этот процесс привел команду к обнаружению трех объектов массой от трех до восьми масс Юпитера с температурой поверхности от 830 до 1500 градусов Цельсия.

Согласно компьютерным моделям, самый маленький коричневый карлик весит в три-четыре раза больше Юпитера.

Теоретически сложно объяснить, как мог образоваться такой маленький коричневый карлик. Тяжелое и плотное облако газа имеет достаточно силы притяжения, чтобы сжаться и образовать звезду. В противоположность, небольшому облаку должно быть труднее сжаться и в результате образовать коричневый карлик из-за слабой гравитации. Особенно это касается коричневых карликов с массой планет-гигантов.

"В современных моделях довольно легко создать гигантские планеты в диске вокруг звезды", - говорит Катарина Алвес де Оливейра из ЕКА (Европейское космическое агентство), главный исследователь программы наблюдений.

"Но в этом скоплении маловероятно, чтобы этот объект сформировался в диске, вместо этого он сформировался как звезда, а три массы Юпитера в 300 раз меньше нашего Солнца. Поэтому мы должны спросить, как происходит процесс звездообразования при таких очень, очень малых массах?"

Крошечные коричневые карлики могут помочь астрономам лучше понять экзопланеты, поскольку самые маленькие из них пересекаются с самыми большими экзопланетами. Поэтому ожидается, что они будут иметь схожие свойства.

Однако коричневый карлик в свободном плавании легче изучать, чем гигантскую экзопланету, поскольку последняя скрыта под бликами своей звезды-хозяина.

В ходе исследования два из обнаруженных коричневых карликов имеют спектральную сигнатуру неидентифицированного углеводорода, содержащего атомы водорода и углерода. Эта инфракрасная сигнатура также была обнаружена миссией НАСА "Кассини" в атмосфере Сатурна и в межзвездной среде.

"Мы впервые обнаружили эту молекулу в атмосфере объекта за пределами нашей Солнечной системы", - пояснила Алвес де Оливейра.

"Модели атмосфер коричневых карликов не предусматривают ее существования. Мы рассматриваем объекты с более молодым возрастом и меньшей массой, чем раньше, и видим что-то новое и неожиданное".

Поскольку эти объекты находятся в диапазоне масс планет-гигантов, возникает вопрос, являются ли они коричневыми карликами или планетами-изгоями, выброшенными из планетных систем. Хотя команда не может исключить теорию планеты-изгоя, они считают, что более вероятно, что объекты являются коричневыми карликами.

Выброшенная гигантская планета маловероятна по двум причинам. Во-первых, по сравнению с планетами с меньшей массой, такие планеты вообще редки. Во-вторых, большинство звезд имеют малую массу, и гигантские планеты среди них встречаются редко.

Из-за этого маловероятно, что звезды в скоплении могут образовывать массивные планеты: поскольку скопление молодое, потенциально не было достаточно времени для формирования планет-гигантов, а затем их выброса.

Открытие подобных объектов поможет уточнить их статус. Вполне вероятно, что планеты-изгои будут найдены на окраинах звездного скопления, поэтому в будущем следует расширить зону поиска, чтобы выяснить, существуют ли они внутри скопления.

Команда также может проводить длительные исследования, которые в будущем могут выявить более тусклые и меньшие объекты.

По материалам: https://ostannipodii.com/ru/a/202312/uebb-identificiroval-samogo-malenkogo-korichnevogo-karlika-110031050/

Также эта статья доступна на таком языке: українською.