Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил, что в атмосфере «звезды-неудачника» идут дожди из песка
Мы уже видели, как телескоп Уэбба сделал прямое изображение экзопланеты, но коричневый карлик — это немного другое дело. Они появляются, когда молодая звезда не накапливает достаточно массы, чтобы запустить синтез водорода в своем ядре, в результате чего занимает режим массы между самыми крупными и неустойчивыми планетами и самыми маленькими звездами.
Коричневые карлики примерно в 13,6 раз больше массы Юпитера и могут синтезировать дейтерий (он же «тяжелый» водород) — водород с протоном и нейтроном в ядре, тогда как у обычного водорода есть только протон. Давление и температура синтеза дейтерия ниже, чем у водорода, а это означает, что коричневые карлики похожи на «облегченные» звезды.
В отличие от экзопланет, коричневые карлики излучают собственное тепло и свет. Очевидно, что их тепловое излучение намного меньше, чем у звезд, но ученые могут обнаружить его напрямую, особенно в инфракрасном диапазоне, на котором специализируется новый космический телескоп.
Каменный дождь
Наблюдения, полученные группой под руководством астронома Бриттани Майлз из Калифорнийского университета в Санта-Круз, относятся к коричневому карлику, находящемуся на расстоянии около 72 световых лет, под названием VHS 1256-1257 b, впервые описанному в 2015 году. Его масса примерно в 19 раз превышает массу Юпитера, и он относительно молод, с красноватой атмосферой.
Этот оттенок ранее приписывался облакам молодых коричневых карликов, поэтому команда взяла инфракрасные спектры, чтобы увидеть, смогут ли они определить состав коричневого карлика. Разные элементы поглощают и переизлучают свет с разной длиной волны. Ученые могут оценить спектр, чтобы увидеть более тусклые и более яркие детали, и определить элементы, которые их вызывают.
Команда обнаружила, что состав атмосферы VHS 1256-1257 b был подобен составу других коричневых карликов, изучаемых в инфракрасном диапазоне, но гораздо четче.
«Вода, метан, монооксид углерода, диоксид углерода, натрий и калий наблюдаются в нескольких частях спектра JWST на основе сравнения спектров шаблонных коричневых карликов, молекулярных непрозрачностей и моделей атмосферы», — пишут исследователи в своей статье.
Ученые говорят, что угарный газ является наиболее четким из всех наблюдаемых. А еще они обнаружили, как и надеялись, облака — длинные гипотетические облака силикатных частиц в толстом слое, с субмикронным размером зерен. Ученые отмечают, что это вероятные минералы, такие как форстерит, энстатит или кварц. Похоже, это окончательно подтверждает, что молодые коричневые карлики могут быть окружены пятнистыми силикатными облаками, влияющими на изменчивость яркости.
Телескоп обнаружил силикатные облака в атмосфере коричневого карлика — по словам международной группы астрономов, такая находка впервые была сделана в объекте планетарной массы за пределами Солнечной системы.