Астрономы сделали интригующее открытие, которое перевернуло наше представление о том, как рождаются звезды. Они наткнулись на коричневый карлик, неудавшуюся звезду, одиноко плавающую в космосе. Еще более примечательной находку делает то, что этот коричневый карлик имеет самую низкую массу из когда-либо зарегистрированных для своего вида: его масса всего в 3-4 раза больше массы Юпитера. Это ставит перед учеными серьезную задачу, поскольку они пытаются разгадать тайны его формирования.
Современные модели предполагают, что планеты-гиганты легко формируются в диске вокруг звезды. Однако в случае с этим одиноким коричневым карликом крайне маловероятно, что он сформировался именно таким образом. Вместо этого, похоже, он сформировался скорее как звезда, причем его масса в 300 раз меньше массы нашего Солнца. В связи с этим возникает вопрос, как происходит процесс звездообразования при таких мизерных массах.
Катарина Алвес де Оливейра, астроном из Европейского космического агентства, объясняет: "Масса трех Юпитеров в 300 раз меньше массы нашего Солнца. Поэтому мы должны спросить, как процесс звездообразования происходит при таких очень-очень маленьких массах?"
Коричневые карлики часто называют "несостоявшимися звездами", поскольку они формируются подобно звездам, но не имеют необходимой массы для воспламенения водорода. Они также не являются планетами. На самом деле их название происходит от того, что они меньше, чем белые карлики, но больше, чем не светящиеся "темные" планеты.
При критической массе около 13 юпитеров коричневый карлик может сжигать атомы дейтерия, более тяжелого изотопа водорода. Однако этот синтез происходит при более низких давлениях и температурах, чем синтез водорода в звездах.
С другой стороны, планеты формируются в результате другого процесса, постепенно накапливая материал, оставшийся после образования звезды. Объекты, которые образуются в результате гравитационного коллапса, но не имеют достаточной массы для термоядерного синтеза, часто называют субкоричневыми карликами, коричневыми карликами с планетарной массой или планетами-изгоями.
Группа астрономов под руководством Кевина Лумана из Университета штата Пенсильвания поставила перед собой задачу найти самый маленький из таких объектов. Их задача состояла в том, чтобы ответить на фундаментальный вопрос: "Какие звезды самые маленькие?".
Для этого они обратились к космическому телескопу Джеймса Уэбба (JWST) и провели исследование звездного скопления IC 348 в звездообразующем регионе Персея, расположенном на расстоянии 1 000 световых лет. Субкоричневые карлики излучают очень мало света по сравнению со звездами, поэтому инфракрасные инструменты JWST очень важны для этого исследования. Команда использовала NIRCam для выявления потенциальных кандидатов, а затем применила спектрограф NIRSpec для их дальнейшего анализа.
Это новаторское исследование открывает новые возможности для понимания процесса звездообразования и бросает вызов нашим существующим знаниям о том, как возникают звезды и коричневые карлики. Пока ученые продолжают разгадывать тайны Вселенной, подобные открытия расширяют границы нашего понимания.