Коричневые карлики: спутники звёзд или одиночки?

Коричневые карлики химически предельно сходны со звёздами, а не с планетами, однако недостаточно массивны, чтобы поддерживать термоядерную реакцию в ядре.

Тем не менее сходство их состава со звёздным вызывает вопрос: формируются ли они как светила или всё же как планеты?

Может показаться, что вопрос этот праздный. На деле разница очень значима: если коричневые карлики образуются как звёзды, их должно быть довольно много в межзвёздном пространстве, где никаких солнц нет. Из-за сверхслабой светимости отследить их астрономическими инструментами будет сложно, но встречаться они должны чаще, чем нам сейчас кажется.

Если же их формирование происходило по планетарному принципу, то они сосредоточены в основном вокруг других звёзд и лишь иногда выбрасываются (из-за гравитационного резонанса с другими телами) в межзвёздное пространство.

Самое главное: если они формируются по звёздному принципу, не исключён сценарий образования вокруг них небесных тел меньшего размера — как в полноценных звёздных системах.

Облако L1688, район формирования будущего коричневого карлика (иллюстрация ТNASA, JPL-Caltech, L.Allen, D Padgett).

Международной группе астрономов удалось обнаружить объект, являющийся кандидатом в протокоричневые карлики, — Oph B-11. Для этого учёные вначале предположили, что оптимальным сектором для поиска протокоричневых карликов являются регионы с высокой концентрацией межзвёздного газа, из которых ближайшим с нужными параметрами оказалась тёмная туманность в созвездии Змееносца. Там располагается облако L1688, в котором происходит активное звездообразование. Расстояние до этого района — 120–140 пк. Проведя наблюдения находящегося там кандидата в коричневые карлики Oph B-11, астрономы исключили его звёздную природу: ИК-диапазон показал отсутствие признаков протозвезды, что легко объяснимо с учётом низкой массы и светимости кандидата.

Размеры объекта, вкупе с его низкой светимостью в инфракрасном диапазоне и малой массой, заставляют предположить, что перед нами будущий коричневый карлик. (Иллюстрации Philippe André et al.)

По весу он имеет от 0,02 до 0,03 масс Солнца, при этом диаметр объекта весьма и весьма — не менее 460 а. е. Иными словами, это сгущающееся облако газа, которое должно в ближайшие десятки тысяч лет (по оценкам, 30 000–40 000) стать полноценным, значительно более компактным коричневым карликом.

И это означает, что механизм формирования Oph B-11 носит звёздный характер. Никаких звёзд или планет — даже образующихся — в этом районе нет. Следовательно, коричневый карлик возник там один, и рядом с ним не исключено появление планетоподобных образований. Это не значит, что коричневые карлики не могут встречаться в обычных звёздных системах. Собственно говоря, и двойные звезды весьма часто делят между собой одну систему. Однако механизм формирования, сходный со звёздным, заставляет предположить, что огромное количество коричневых карликов образуется и существует в межзвёздном пространстве, где их чрезвычайно трудно обнаружить.

Иными словами, гипотеза о колоссальной многочисленности объектов такого рода в межзвёздном пространстве в очередной раз получила дополнительный аргумент «за».

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Science.

Подготовлено по материалам Ars Technica.