Звезда или нет. Ученые стали на шаг ближе к разгадке тайны коричневых карликов

Фото: phys.org

Астрономы пытаются разрешить вопрос идентификации таких загадочных космических объектов, как коричневые карлики.

Коричневые карлики — это космические объекты, которые имеют массу между планетами и звездами. Ученые спорят о том, где находится предел массы отделяющий их от звезд, учитывая тот факт, что по строению они похожи на звезды с малой массой. Швейцарские ученые определили пять объектов, имеющих массу около границы, разделяющей звезды и коричневые карлики, которые могут помочь ученым понять природу этих загадочных объектов, сообщает phys.org

Как газовые планеты-гиганты звезды в основном состоят из водорода и гелия. Но в отличие от газовых планет, звезды настолько массивны, и имеют сильную гравитацию, что атомы водорода соединяются, образуя гелий, осовобождая огромное количество энергии и света.

Неудачные звезды

Коричневые карлики недостаточно массивны, чтобы соединять водород, и поэтому не могут производить огромное количество света и тепла звезд. Вместо этого они объединяют относительно небольшие запасы более тяжелой атомарной версии водорода: дейтерий. Этот процесс менее эффективен, и свет от коричневых карликов намного слабее, чем от звезд. Вот почему ученые часто называют их "неудачными звездами".

"Мы до сих пор не знаем точно, где находятся пределы массы коричневых карликов, пределы, которые позволяют отличить их от звезд с малой массой, которые могут сжигать водород в течение многих миллиардов лет, в то время как у коричневого карлика будет короткая стадия горения, а затем — более холодная жизнь", — говорит Нолан Гривс из Женевского университета. "Эти пределы меняются в зависимости от химического состава коричневого карлика или способа его образования".

коричневые карлики
На иллюстрации изображены пять коричневых карликов. Все эти объекты находятся на близких орбитах, по крайней мере, в 3 раза ближе, чем Меркурий к Солнцу, вокруг своих гораздо более крупных родительских звезд. Также показано сравнение со звездой с очень малой массой.
Фото: phys.org

Их очень трудно найти

Чтобы лучше понять природу коричневых карликов, нужно их подробно изучить, а для этого нужно много объектов для сравнения. Но встречаются они достаточно редко.

"На данный момент мы точно изучили только около 30 коричневых карликов", — говорит Гривс. "По сравнению с сотнями планет, о которых имеется много информации, это очень мало. Тем более, если учесть тот факт, что из-за большого размера коричневых карликов легче обнаружить, чем планеты".

Новые кусочки пазла

Ученые изучили 5 объектов под названием TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 и TOI-1213. Они вращаются вокруг своих звезд-хозяев и имеют период вращения от 5 до 27 дней. Их радиус составляет от 0,81 до 1,66 раз больше, чем у Юпитера, и они в 77-98 раз массивнее. Это ставит их на границу между коричневыми карликами и звездами.

Таким образом, эти пять новых объектов содержат ценную информацию. "Каждое новое открытие дает дополнительные сведения о природе коричневых карликов и дает нам лучшее понимание того, как они образуются и почему они так редко встречаются", — говорит Моника Лендл из Женевского университета.

Одна из причин, почему ученые считают, что эти объекты являются коричневыми карликами, — это взаимосвязь между их размером и возрастом, говорит Франсуа Буши из Женевского университета.

"Коричневые карлики должны со временем уменьшаться в размерах по мере того, как они сжигают свои запасы дейтерия и остывают. Здесь мы обнаружили, что два самых старых объекта, TOI 148 и 746, имеют меньший радиус, а два более молодых — имеют больший радиус".

Однако эти объекты настолько близки к пределу, что с таким же успехом могут быть очень звездами з малой массой, и астрономы до сих пор еще не полностью уверены, являются ли они действительно коричневыми карликами.

"Даже имея новые данные нам все еще не хватает цифр, чтобы сделать окончательные выводы о различиях между коричневыми карликами и маломассивными звездами. Чтобы узнать больше, необходимы дальнейшие исследования", — говорит Гривс.