Телескоп Вебба виявив найменший з відомих коричневих карликів

центральна частина зоряного скупчення IC 348 та три знайдені коричневі карлики. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Luhman (Penn State University), and C. Alves de Oliveira (ESA)

Космічний телескоп імені Джеймса Вебба виявив найменший з відомих на сьогодні коричневих карликів, що перебуває у вільному плаванні. Ця надзвичайна знахідка пропонує нове розуміння таємничого світу коричневих карликів - об'єктів, які розмивають межу між зорями й планетами.

Коричневі карлики - це загадкові небесні тіла, які існують у межовому просторі між зорями та планетами. Вони утворюються через процеси, подібні до зір, коли колапсують під дією власної гравітації, розповідають OstanniPodii.com.

Однак коричневим карликам не вистачає маси й тепла для ядерного синтезу водню - процесу, який запалює зорі. Деякі коричневі карлики можна порівняти з планетами-гігантами, з масою, що лише в кілька разів перевищує масу Юпітера.

У своєму прагненні виявити найменші зоряні об'єкти астрономи зробили значний прорив завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба.

"Одне з основних питань, яке ви знайдете в кожному підручнику з астрономії, - які зорі найменші? Саме на нього ми намагаємося відповісти", - каже Кевін Луман з Університету штату Пенсильванія, провідний автор дослідження, яке описує відкриття найменшого коричневого карлика.

Команда астрономів зосередилася на зоряному скупченні IC 348 у зореутворювальному регіоні Персея, що знаходиться на відстані близько 1 000 світлових років від Землі.

Це молоде скупчення, якому лише п'ять мільйонів років, є ідеальним місцем для виявлення відносно яскравих новоутворених коричневих карликів. Дослідники використовували камеру NIRCam Вебба для виявлення потенційних коричневих карликів на основі їхньої яскравості та кольору, а потім застосували спектрометр NIRSpec для детального аналізу.

Інфрачервоні можливості космічного телескопа Джеймса Вебба відіграли важливу роль у цьому відкритті, дозволивши виявити тьмяніші об'єкти, ніж це можливо за допомогою наземних телескопів. Його точність також допомогла відрізнити справжні коричневі карлики від далеких галактик.

Читайте також: Телескоп Вебба показав, як сяють кільця Сатурна.

В результаті дослідження було виявлено три цікавих об'єкти, масою від трьох до восьми мас нашого Юпітера. Найменший з них, маса якого лише в три-чотири рази перевищує масу Юпітера, кидає виклик нашому розумінню формування небесних тіл.

Відносно слабка гравітаційна сила такої маленької хмари газу робить її перетворення на коричневого карлика особливо загадковим.

"У сучасних моделях досить легко створити гігантські планети в диску навколо зорі", - каже Катаріна Алвес де Олівейра з ЄКА, головна дослідниця програми спостережень. "Але в цьому скупченні малоймовірно, щоб цей об'єкт сформувався в диску, натомість він сформувався як зоря, а три маси Юпітера в 300 разів менші, ніж наше Сонце. Тому ми повинні запитати, як відбувається процес зореутворення при таких дуже, дуже малих масах?"

Ці мініатюрні коричневі карлики також дають цінну інформацію про характеристики екзопланет. На відміну від екзопланет, які засвітлюються відблисками своїх зірок-господарів, коричневі карлики, що перебувають у вільному плаванні, легше вивчати.

Читайте також: Знайдено 17 екзопланет, які мають підповерхневі океани та потенційно можуть підтримувати життя.

Цікаво, що два з відкритих коричневих карликів демонструють спектральну сигнатуру неідентифікованого вуглеводню - знахідку, яка раніше була зроблена в міжзоряному середовищі та в атмосферах супутників у нашій Сонячній системі, але ніколи раніше не була знайдена в атмосферах за її межами.

"Моделі атмосфер коричневих карликів не передбачають її існування. Ми розглядаємо об'єкти з молодшим віком і меншою масою, ніж раніше, і бачимо щось нове і несподіване", зазначила Алвес де Олівейра.

Діапазон мас цих об'єктів підіймає важливе питання: Чи є вони справді коричневими карликами, чи це можуть бути планети-ізгої, викинуті з інших систем? Хоча останнє не можна повністю виключити, команда схиляється до класифікації коричневих карликів. Рідкість викинутих гігантських планет і молодість скупчення IC 348 підтримують цю точку зору.

Таким чином, відкриття більшої кількості таких об'єктів ще більше прояснить їхню природу. Гіпотеза про те, що планети-ізгої можуть бути розташовані на периферії зоряних скупчень, подібних до IC 348, може бути перевірена шляхом розширення зони пошуку. Майбутні дослідження, потенційно здатні виявити об'єкти розміром в одну масу Юпітера, обіцяють розкрити ще більше таємниць цих дивовижних небесних тіл.

Дослідження опубліковане в журналі The Astronomical Journal.