Рекордная «звезда-неудачница» замечена JWST

Команда, использующая Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) заметил самый маленький свободно плавающий звезда коричневого карлика когда-либо зарегистрированных, и еще две «неудавшиеся звезды». Они расположены в звездное скопление это всего лишь 1000 световых лет от Земли и не связано с родительской звездой. Выводы были опубликовано 13 декабря в журнале Астрономический журнал и может помочь астрономам лучше определить границы между звездами и планетами.

[Related: A Jupiter-sized dwarf star burns half as hot as a campfire.]

Неудавшиеся звезды

Коричневые карлики Небесные тела, которые более массивны, чем планеты, но не такие большие, как звезды. Они формируются так же, как звезды: становятся достаточно плотными, чтобы разрушиться под тяжестью собственной гравитации, но никогда не становятся достаточно плотными и горячими, чтобы начаться. синтез водорода, необходимого для превращения в звезду. Вот почему они получают прозвище «неудавшиеся звезды».

коричневый карлик JWST Spotted имеет массу, примерно в восемь раз превышающую массу планеты Юпитер. Между тем, самая маленькая из этих звезд имеет массу примерно в три раза больше массы Юпитера, что бросает вызов современные теории о том, как образуются эти типы небесных тел. Астрономы используют JWST, чтобы попытаться определить, какие самые маленькие небесные объекты могут образовываться подобно звездам.

«Один основной вопрос, который вы найдете в каждом учебнике по астрономии: какие звезды самые маленькие? Вот на что мы пытаемся ответить», — соавтор исследования и астроном из Университета штата Пенсильвания Кевин Луман. говорится в заявлении.

Очищая небо

Луман и его коллега Катарина Алвес де Оливейра начали свои поиски с звездное скопление IC 348. Эта группировка находится всего в 1000 световых годах от нас, в области звездообразования Персея. Звездное скопление IC 348 относительно молодо. всего около 5 миллионов лет. Из-за своего возраста любые присутствующие коричневые карлики все равно будут относительно яркими в инфракрасном свете и светятся от тепла своего образования.

Они сфотографировали центр звездного скопления с помощью JWST. Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), чтобы идентифицировать кандидатов в коричневые карлики по их яркости и цветам. Затем они использовали решетку микрозатворов на телескопе. Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec), чтобы рассмотреть наиболее перспективные цели. Чувствительность JWST к инфракрасному свету позволила команде обнаруживать более слабые объекты, чем другие наземные телескопы.

Они сузили звездное скопление до три возможные цели. Все звезды весили от трех до восьми масс Юпитера и имели температуру поверхности от 1500 до 2800 градусов по Фаренгейту. Согласно компьютерным моделям команды, самая маленькая цель была всего в три-четыре раза больше Юпитера и может дать ключ к разгадке процесса звездообразования.

[Related: Two tiny stars fit into an orbit smaller than our sun.]

«Современным моделям довольно легко создать гигантские планеты в диске вокруг звезды», — соавтор исследования и астроном Европейского космического агентства (ЕКА) Катарина Алвес де Оливейра из ЕКА. говорится в заявлении. «Но в этом скоплении маловероятно, что этот объект образовался в виде диска, а сформировался как звезда, а масса Юпитера в три раза меньше массы нашего Солнца. Поэтому мы должны задаться вопросом, как происходит процесс звездообразования при таких очень, очень малых массах?»

Странная молекула

Крошечные коричневые карлики также могут помочь астрономам лучше понять экзопланеты, поскольку самые маленькие коричневые карлики перекрываются с самыми крупными из известных. экзопланеты. Хотя обычно ожидается, что они будут обладать некоторыми схожими свойствами, свободно плавающий коричневый карлик легче изучать, чем гигантскую экзопланету. Блеск родительской звезды обычно скрывает гигантские экзопланетычто затрудняет их наблюдение.

У двух коричневых карликов в этом исследовании также есть свидетельства существования неопознанного углеводорода — молекулы, состоящей как из атомов водорода, так и из атомов углерода. НАСА Миссия Кассини обнаружила ту же инфракрасную сигнатуру в атмосфере Сатурна и его спутника Титана и в газе между звездами.

«Это первый раз, когда мы обнаружили эту молекулу в атмосфере объекта за пределами нашей солнечной системы», — сказал Алвес де Оливейра. «Модели атмосфер коричневых карликов не предсказывают его существование. Мы смотрим на объекты более молодого возраста и меньшей массы, чем когда-либо прежде, и видим что-то новое и неожиданное».

Кризис идентичности звезды или планеты

Остается вопрос, считаются ли коричневые карлики звездами или планеты-изгои это были выброшенный из планетных систем. Эта команда утверждает, что коричневые карлики в этом исследовании скорее всего звезды коричневые карликиа не выброшенная планета.

Хотя теорию планет-изгоев нельзя полностью исключить, она маловероятна. Большинство звезд в скоплении IC 348 имеют малую массу, и команда считает, что это маловероятно, что они способны производить массивные планеты. У скопления также, возможно, не было достаточно времени за 5 миллионов лет существования для того, чтобы газовые гиганты сформировались и были изгнаны из своих планетных систем.

Обнаружение большего количества таких объектов, как эти коричневые карлики, может помочь прояснить их статус звезд или планет. Некоторые теории предполагают, что планеты-изгои чаще всего можно обнаружить на окраинах звездного скопления. Расширение области поиска может выявить, существуют ли они в пределах IC 348. Будущие исследования также могут занять более длинные опросы который может улавливать более тусклые и мелкие объекты.