У зоряному скупченні IC 348 астрономи виявили кілька тьмяних кандидатів у маломасивні коричневі карлики. Вчених здивувала наявність невідомого вуглеводню в їхніх атмосферах. Один з об’єктів – потенційно найменший коричневий карлик, що вільно літає, за всю історію спостережень.

Коричневі карлики формуються як зірки, але не набирають достатньої маси для запуску стійкої термоядерної реакції. Вони так і не “запалюються”. Зазвичай ці об’єкти в 75 разів масивніші за Юпітер, але бувають і невеликими, до 15 мас Юпітера.

Нижня межа їхньої маси залишається предметом пильного вивчення астрономів. Адже коли ми розберемося у формуванні та еволюції маломасивних коричневих карликів та їхніх атмосфер, станемо краще розуміти й утворення планет.

Проблема в тому, що ці тьмяні об’єкти дуже непросто знайти. Через низьку температуру вони найсильніше “світяться” в інфрачервоному діапазоні. Вчені ідентифікували коричневих карликів масою близько 5-10 мас Юпітера в даних інфрачервоних оглядів неба. Але роздільної здатності цих спостережень не вистачило на те, щоб точно визначити їхні параметри. Тепер же в астрономів є потужна орбітальна інфрачервона обсерваторія “Джеймс Вебб”.

Найяскравіше “горять” молоді коричневі карлики. Шукати найменші з них, звісно, простіше в найближчих регіонах активного зореутворення. За словами авторів нового дослідження, найкраще для цього підходить зоряне скупчення IC 348 у молекулярній хмарі Персея.

Це скупчення добре вивчене. Відомо близько 500 об’єктів, зокрема маломасивні тіла масою близько 10 мас Юпітера. Воно підходить і за низкою інших параметрів. Зокрема, там немає областей іонізованого водню, а за ним немає яскравого фонового випромінювання. Обидва заважали б спостереженням.

Міжнародна група вчених за допомогою телескопа “Джеймс Вебб” вивчила щільний центральний регіон скупчення на наявність кандидатів у маломасивні коричневі карлики. Серед іншого вони виділили три перспективні об’єкти з масами від трьох до восьми мас Юпітера і температурами від 830 до 1500 градусів Цельсія.

За такої маси ці об’єкти можуть виявитися гігантськими планетами, “викинутими” зі своїх зоряних систем. Автори статті стверджують, що це малоймовірно. По-перше, скупченню лише п’ять мільйонів років – цього часу недостатньо для того, щоб така планета встигла сформуватися і покинути систему. По-друге, і гігантські планети, і масивні зірки, біля яких вони формуються, зустрічаються значно рідше за менш масивні тіла.

Проте в даних спостережень є аномалії в спектрах двох кандидатів. Вчені пояснили незвичайні сигнали наявністю невідомого вуглеводню в атмосферах першого і третього об’єктів. Жодна з відомих моделей еволюції молодих коричневих карликів не пояснює можливу появу цих сполук у їхній атмосфері.

Автори припустили, що формування вуглеводнів спровокував збіг якихось параметрів: низької температури, слабкої поверхневої гравітації та тонких хмар. Такі показники властиві більш “літнім” карликам, які здійснюють перехід тіл від класу L до більш холодного класу T. Але дослідники все одно не змогли пояснити з фізичного погляду, як цей перехід може спровокувати одночасно утворення вуглеводнів і слабкі ознаки приналежності першого об’єкта до гарячішого спектрального класу M.

Щоб розібратися в питаннях, що виникли, і підтвердити гіпотези авторів нової роботи, потрібні додаткові спостереження, причому більш тривалі. Результати дослідження опубліковані в журналі Astronomical Journal.