Зірка чи ні. Учені стали на крок ближче до розгадки таємниці коричневих карликів

Фото: phys.org

Астрономи намагаються вирішити питання ідентифікації таких загадкових космічних об'єктів як коричневі карлики.

Коричневі карлики — це космічні об'єкти, які мають масу між планетами і зірками. Учені сперечаються про те, де розташована межа маси, що відокремлює їх від зірок, з огляду на той факт, що за будовою вони схожі на зірки з малою масою. Швейцарські вчені визначили п'ять об'єктів, що мають масу близько межі, що розділяє зірки і коричневі карлики, які можуть допомогти вченим зрозуміти природу цих загадкових об'єктів, повідомляє phys.org.

Як газові планети-гіганти, зірки в основному складаються з водню і гелію. Але на відміну від газових планет, зірки настільки масивні і мають сильну гравітацію, що атоми водню з'єднуються, утворюючи гелій, звільнюючи величезну кількість енергії і світла.

Невдалі зірки

Коричневі карлики недостатньо масивні, щоб з'єднувати водень, і тому не можуть проводити величезну кількість світла і тепла зірок. Замість цього вони об'єднують відносно невеликі запаси важчої атомарної версії водню: дейтерій. Цей процес менш ефективний, і світло від коричневих карликів набагато слабкіше, ніж від зірок. Ось чому вчені часто називають їх "невдалими зірками".

"Ми досі не знаємо точно, де розташовані межі маси коричневих карликів, межі, які дозволяють відрізнити їх від зірок з малою масою, які можуть спалювати водень протягом багатьох мільярдів років, у той час як у коричневого карлика буде коротка стадія горіння, а потім — більш холодне життя", — говорить Нолан Грівс з Женевського університету. "Ці межі змінюються залежно від хімічного складу коричневого карлика або способу його утворення".

коричневі карлики
На ілюстрації зображено п'ять коричневих карликів. Усі ці об'єкти розташовані на близьких орбітах, принаймні в 3 рази ближче, ніж Меркурій до Сонця, навколо своїх набагато більших батьківських зірок. Також показане порівняння із зіркою з дуже малою масою.
Фото: phys.org

Їх дуже важко знайти

Щоб краще зрозуміти природу коричневих карликів, потрібно їх детально вивчити, а для цього потрібно багато об'єктів для порівняння. Але зустрічаються вони досить рідко.

"Наразі ми точно вивчили тільки близько 30 коричневих карликів", — говорить Грівс. "У порівнянні із сотнями планет, про яких є багато інформації, це дуже мало. Тим більше, якщо врахувати той факт, що через великий розмір коричневих карликів легше виявити, ніж планети".

Нові шматочки пазлу

Учені вивчили 5 об'єктів під назвою TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 і TOI-1213. Вони обертаються навколо своїх зірок-господарів і мають період обертання від 5 до 27 днів. Їхній радіус становить від 0,81 до 1,66 разів більше, ніж у Юпітера, і вони в 77-98 разів масивніші. Це ставить їх на межу між коричневими карликами і зірками.

Таким чином, ці п'ять нових об'єктів містять цінну інформацію. "Кожне нове відкриття дає додаткові відомості про природу коричневих карликів і дає нам краще розуміння того, як вони утворюються і чому вони так рідко зустрічаються", — говорить Моніка Лендл з Женевського університету.

Одна з причин, чому вчені вважають, що ці об'єкти є коричневими карликами, — це взаємозв'язок між їх розміром і віком, каже Франсуа Буші з Женевського університету.

"Коричневі карлики повинні з часом зменшуватися в розмірах у міру того, як вони спалюють свої запаси дейтерію й остигають. Тут ми виявили, що два найстаріших об'єкти, TOI 148 і 746, мають менший радіус, а два молодших — мають більший радіус" .

Однак, ці об'єкти настільки близькі до межі, що з таким же успіхом можуть бути зірками з малою масою, і астрономи досі ще не повністю впевнені, чи є вони дійсно коричневими карликами.

"Навіть з новими даними нам усе ще не вистачає цифр, щоб зробити остаточні висновки про відмінності між коричневими карликами і маломасивними зірками. Щоб дізнатися більше, необхідні подальші дослідження", — говорить Грівс.