«Джеймс Уэбб» обнаружил рекордно маленький коричневый карлик

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» помог ученым идентифицировать самый маленький из известных коричневых карликов. Эти объекты являются промежуточными между звездами и планетами. Они формируются как звезды – при коллапсе молекулярного облака под собственной гравитацией, но им не хватает массы, чтобы запустить процесс ядерного синтеза. У нижней границы масс коричневые карлики сопоставимы с планетами-гигантами. В новом исследовании астрономы пытались выяснить, какова минимальная масса объекта, который сформировался подобно звезде. Для поиска самых небольших коричневых карликов использовался телескоп «Джеймс Уэбб». С его помощью в ближнем инфракрасном диапазоне сканировалось звездное скопление IC 348, расположенное примерно в тысяче световых лет от нас в области звездообразования Персея. Это молодое скопление, которому всего около пяти миллионов лет. Поэтому коричневые карлики в нем должны быть относительно яркими в инфракрасном диапазоне, поскольку сохраняют тепло после своего недавнего формирования. В результате сканирования и тщательного изучения отдельных объектов было выделено три свободно плавающих коричневых карлика массой от трех до восьми масс Юпитера и температурой поверхности от 830 до 1500 градусов по Цельсию. Таким образом, самый маленький из них всего в три-четыре раза массивнее Юпитера. И это самый небольшой коричневый карлик из всех известных.

Теоретически сложно объяснить, как он мог образоваться. Небольшое газовое облако, которое должно было сколлапсировать в него, имеет для этого слишком слабую гравитацию. При этом параметры объекта исключают возможность формирования его из протопланетного диска, как образуются планеты-гиганты на орбитах звезд.

Кроме того, у двух из трех коричневых карликов обнаружена сигнатура углеводорода, которая ранее выявлялась только в атмосферах Сатурна и Титана космическим аппаратом «Кассини». Также ее находили в межзвездной среде.

Авторы исследования также отметили, что шанс спутать эти объекты с планетами-гигантами весьма невелик. За столь короткий период сформироваться из протопланетного диска и быть выброшенными из него они бы не смогли. Кроме того, в скоплении в основном маломассивные звезды, на орбитах которых такие планеты вряд ли могут сформироваться.

Неудавшаяся звезда: астрономы нашли ультрамассивный коричневый карлик

Международная команда исследователей сообщила об обнаружении ультрамассивного коричневого карлика, получившего обозначение TOI-5375 b. Ему не хватило совсем немного массы, чтобы превратиться в полноценную звезду. Открытие было сделано в ходе анализа данных, собранных космическим телескопом TESS. Он обнаружил периодические изменения яркости красного карлика, расположенного на расстоянии 397 световых лет от Солнца. Масса звезды составляет 0,64, а радиуса — 0,62 радиуса Солнца. Последующие наблюдения подтвердили, что уменьшение блеска красного карлика вызваны транзитами его компаньона. Он обладает весьма любопытными физическими характеристиками. Радиус объекта составляет 0,99 радиуса Юпитера, в то время как его масса превосходит массу крупнейшей планеты Солнечной системы в 77 раз. Таким образом он находится в своеобразной пограничной зоне между коричневыми карликами и наиболее легкими звездами.

Что такое коричневые карлики

Коричневыми карликами называют объекты, чьи массы лежат в диапазоне от 13 до 80 масс Юпитера. Они занимают промежуточное положение между планетами-гигантами и звездами. Массы таких объектов недостаточно для того, чтобы в их недрах «запустились» постоянные реакции термоядерного синтеза на основе атомов водород. Из-за этого их иногда называют «неудавшимися звездами».

В то же время, в отличие от планет-гигантов внутри коричневых карликов все же могут происходить некоторые реакции с участием ядер дейтерия и лития. Но, по астрономическим меркам, они длятся весьма недолго, после чего коричневые карлики постепенно остывают.

Рекордный коричневый карлик

Обнаружение TOI-5375 b представляет интерес по нескольким причинам. Во-первых, его масса очень близка к теоретически возможному пределу для коричневых карликов. Дальнейшее изучение коричневого карлика может помочь ученым лучше разобраться, где именно проходит границами между такими объектами и звездами.

Во-вторых, хотя на сегодняшний день астрономы и открыли довольно много коричневых карликов, но, как правило, речь идет об одиночных объектах или парах коричневых карликов. Случаи обнаружения обращающихся вокруг других звезд коричневых карликов довольно редки.

Дополнительный интерес находке придает то, что другим компонентом системы является красный карлик. Согласно существующим моделям, такие тела могут иметь только каменные планеты. Тем не менее время от времени астрономам удается найти в их системах газовые гиганты, а теперь этот список пополнил и ультрамассивный коричневый карлик.

Обнаружен новый далекий и холодный коричневый карлик

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) международная группа астрономов обнаружила новый тусклый, далекий и холодный коричневый карлик. Недавно обнаруженный объект, получивший обозначение GLASS-JWST-BD1, оказался примерно в 31 раз массивнее Юпитера. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 29 июля на arXiv.org. Коричневые карлики являются промежуточными объектами между планетами и звездами. Астрономы в целом согласны с тем, что это субзвездные объекты, имеющие диапазон масс от 13 до 80 масс Юпитера. Т-карлики - класс коричневых карликов с эффективной температурой от 500 до 1500 К. Это самые холодные и наименее яркие из обнаруженных до сих пор подзвездных объектов. Хотя на сегодняшний день обнаружено множество коричневых карликов, Т-карлики не очень распространены, поскольку на данный момент идентифицировано всего около 400 таких объектов. Открытие нового Т-карлика было сделано в рамках проекта «Сквозь Зазеркалье» (GLASS-JWST) программы JWST Early Release Science (ERS), нацеленного на изучение массивного скопления галактик Abell 2744. «Открытие стало возможным благодаря чувствительности JWST на длинах волн 4 мкм и панхроматическому охвату 0,9–4,5 мкм спектрального распределения энергии», — пишут ученые в статье.

Согласно исследованию, GLASS-JWST-BD1 имеет массу около 31,43 массы Юпитера и эффективную температуру около 600 К. Возраст этого коричневого карлика оценивается в 5 миллиардов лет.

Сравнение с теоретическими моделями позволяет предположить, что GLASS-JWST-BD1 является Т-карликом позднего типа. Новый объект находится на расстоянии от 1 850 до 2 350 световых лет от Земли в направлении перпендикулярном плоскости Млечного Пути. Результаты показывают, что этот объект, вероятно, является частью гало.

Астрономы отметили, что необходимы дальнейшие наблюдения за GLASS-JWST-BD1, чтобы подтвердить его Т-карликовую природу.

Авторы статьи подчеркнули, что их открытие демонстрирует способность JWST исследовать отдаленные маломассивные галактические звездные и субзвездные объекты.

Астрономы впервые отыскали холодный коричневый карлик при помощи радиотелескопа

Астрономы впервые открыли холодный коричневый карлик в ходе обзора неба в радиодиапазоне. В его атмосфере нашлись следы метана, а напряженность магнитного поля сравнима с полями, характерными для газовых гигантов. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal. Коричневые карлики представляют собой тела, занимающее промежуточное положение между планетами-гигантами и звездами. Обычно их обнаруживают в ходе обзоров неба в инфракрасном диапазоне. Масса коричневых карликов недостаточна для поддержания термоядерного «горения» водорода, однако в их недрах способны идти реакции с участием ядер дейтерия и лития. Температуры внешних слоев коричневых карликов не превышают двух тысяч кельвинов (порой меньше 500 кельвинов), они могут быть источниками инфракрасного или рентгеновского излучения. Кроме того, на коричневых карликах способны возникать полярные сияния, регистрируемые в радиодиапазоне и связанные с нестабильностью электронно-циклотронного мазера. Таким образом, проведение обзоров неба при помощи радиотелескопов может помочь найти маломассивные холодные коричневые карлики и определить их свойства, что, в свою очередь, важно для проверки моделей магнитосфер крупных газовых гигантов, коричневых карликов и маломассивных звезд.

Группа астрономов во главе с Харишом Ведантамом (Harish Vedantham) из Института радиоастрономии в Нидерландах сообщила о первом случае обнаружения холодного коричневого карлика BDR J1750+3809 в ходе наблюдений в радиодиапазоне. Открытие было сделано в ходе обзора неба при помощи сети радиотелескопов LOFAR (Low-Frequency Array) на частотах от 120 до 167 мегагерц, в дальнейшем открытие было подтверждено наблюдениями наземных телескопов «Джемини-Север» и IRTF (Infrared Telescope Facility), а также данными каталога unWISE.

Анализ данных наблюдений показал, что BDR J1750+3809 представляет собой коричневый карлик спектрального класса T6.5, находящийся на расстоянии около 212 световых лет от Солнца. В его спектре четко видны сильные полосы поглощения воды и метана, что является отличительной чертой холодных карликов. Излучение от карлика характеризуется высокой степенью круговой поляризации, а его светимость в радиодиапазоне оказалась более чем на два порядка выше, чем у других представителей класса Т, это может быть связано как с особенностями механизма генерации излучения, так и наличием у карлика компаньона. Расчетная напряженность магнитного поля в месте, где генерируется излучение, составляет около 25 Гауссов, что сопоставимо с магнитными полями тел планетарного масштаба. Это открытие показывает, что низкочастотные радиообзоры хорошо подходят для поиска холодных субзвездных объектов.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые смогли измерить среднюю скорость ветров на коричневом карлике, где обнаружили самую крупную популяцию коричневых карликов и как в «пустыне коричневых карликов» нашелся массивный коричневый карлик.

Ученые обнаружили необычную звездную систему

Астрономы из Уорикского университета открыли необычную систему, которая состоит из двух звезд и коричневого карлика, который вращается очень близко к одной из них. Как сообщают  объект NGTS-7 для большинства телескопов выглядит как одна звезда. Исследователи начали наблюдения за ним потому, что, как предполагалось, он производит вспышки. Вместе с тем, позже они заметили, что свет звезды тускнеет каждые 16,2 часа. Оказалось, что NGTS-7 включает две звезды, а тускнеет только одна из них. То есть, скорее всего, что-то темное вращается рядом с ее поверхностью. По мнению исследователей, вокруг светила может вращаться коричневый карлик. При этом, он находится так близко, что ему требуется всего 16,2 часа на то, чтобы совершить оборот вокруг звезды. Обнаруженный коричневый карлик получил обозначение NGTS-7Ab. Он удивил исследователей тем, насколько близко располагается к звезде и тем, что, похоже, идеально с ней синхронизирован.