Коричневые карлики могут образовываться совсем не так, как обычные звёзды

Новое исследование не только открыло рекордное количество коричневых карликов в двойных системах, но и, похоже, способно заметно скорректировать наши представления о том, как именно рождаются подобные тела.

Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) во главе с Адамом Краусом (Adam Kraus) использовали данные инфракрасного и оптического обзора неба Pan-STARRS и Британского инфракрасного телескопа для исследования группы молодых 5–10-миллионолетних звёзд. Всё внимание было приковано к коричневым карликам — телам «посредине» между звёздами и планетами-гигантами, массой менее 8% солнечной, но более 100 масс Юпитера.

Из-за «лёгкого веса» их температура колеблется от 2 000 до буквально 25 ºС, так что заметить их, в отличие от звёзд, очень сложно. Именно поэтому были выбраны молодые коричневые карлики, пока не слишком остывшие и сравнительно приметные, причём вращающиеся вокруг ещё более ярких звёзд.

Pan-STARRS, телескоп, с помощью которого были открыты сотни коричневых карликов (здесь и ниже иллюстрации CfA).

По сути, целью работы было исследование двойных систем «звезда — коричневый карлик». Всего удалось найти 673 таких образования, в которых вокруг нормального светила вращался кандидат в коричневые карлики, что можно смело назвать самой результативной современной охотой на коричневых карликов. Достаточно вспомнить, что «Кеплер» на обнаружение такого количества кандидатов в экзопланеты тратил по году.

С другой стороны, это не много: изо всех найденных двойных систем лишь 0,6% имели вторым участником коричневого карлика. Правда, исследование могло выявить только тех из них, что находились сравнительно далеко от своей звезды. То есть тесные пары «звезда — карлик» в эту статистику не попали.

Тщательное спектроскопическое изучение пока коснулось лишь четырёх из новооткрытых карликов, но уже сейчас астрономы настаивают: все исследованные тела сформировались много позже звёзд из одной с ними системы. В то же время до сих пор считалось, что карлики должны образовываться при коллапсе того же протозвёздного облака, что и соседнее, нормальное светило. Причём такой коллапс, по идее, происходит в довольно сжатые сроки и сразу во всём объёме облака.

Это, пожалуй, самая неожиданная часть работы. С теоретической точки зрения механизм формирования коричневых карликов должен быть сходным со звёздным, и получается, что наши представления об этом процессе нуждаются в коренном пересмотре. Конечно, выборка в четыре тела крайне мала. Но даже для неё объяснить разное время образования будет архитрудно. И если такая ситуация окажется общей, то теория формирования карликов подвергнется серьёзной ревизии...

Отчёт об исследовании опубликовано в издании Astrophysical Journal, а его препринт можно полистать на сайте arXiv.

Подготовлено по материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.