Эксперт, 2014 № 07 - [26]

Быстро исчерпав ограниченные исходные запасы горючего (отправив в «топку» весь дейтерий) и не сумев достигнуть минимальной критической массы, необходимой для запуска устойчивой термоядерной реакции, приводящей к образованию гелия, коричневые карлики с возрастом медленно, но достаточно равномерно остывают, излучая в окружающее космическое пространство свою остаточную внутреннюю тепловую энергию. Впрочем, их быстрому параллельному сжатию препятствует специфический физический процесс, называемый давлением вырожденного электронного газа: при достаточно высокой температуре и плотности вещества скапливающиеся на нижних энергетических уровнях электроны оказывают давление, которое активно противодействует силам гравитации.

Вал открытий

Первым космическим объектом, получившим официальный статус коричневого карлика, стал Teide 1, обнаруженный в 1994 году группой испанских астрофизиков под руководством Рафаэля Реболо в звездном скоплении Плеяды на расстоянии примерно 400 световых лет от Земли. Своим названием объект обязан телескопу обсерватории Тейде на острове Тенерифе (Канарские острова), при помощи которого его и удалось засечь. Спустя год после своего формального открытия Teide 1 был признан научным сообществом именно коричневым карликом. Тогда же объявился коричневый карлик номер два — объект Gliese 229, найденный японскими астрономами в небольшом созвездии Заяц, расстояние до которого составляло лишь 19 световых лет. Далее в течение весьма короткого времени астрофизики смогли выявить порядка нескольких десятков схожих объектов в самых различных регионах Вселенной.

Эти быстрые успехи охотников за коричневыми карликами объяснялись прежде всего заметным технологическим прогрессом, достигнутым земными астрономами с конца 80-х годов прошлого века в конструировании новых телескопов, работающих в инфракрасном диапазоне и оборудованных высокочувствительными матрицами большого размера.

Именно в этом световом диапазоне относительно слабое излучение, исходящее от коричневых карликов, оказалось наиболее уловимым, и после запуска в эксплуатацию целой серии таких гигантских инфракрасных наземных телескопов процесс их обнаружения ускорился.

В новом тысячелетии дополнительную важную лепту в поиск таких объектов, безусловно, внесли и космические телескопы, оснащенные детекторами инфракрасного излучения. Особенно отличились на этом фронте специализированный телескоп-обсерватория NASA Spitzer, запущенный на гелиоцентрическую орбиту в августе 2003 года, и новейший телескоп, отправленный NASA в космос в декабре 2009 года.

Отметим также, что заметному ускорению процесса экспериментального обнаружения коричневых карликов в немалой степени способствовало появление достаточно простого и при этом высокорезультативного аналитического метода, предложенного пионером этого направления Рафаэлем Реболо, — так называемого литиевого теста. Дело в том, что у всех «нормальных» звезд процесс полного сжигания лития занимает немногим более 100 млн лет, тогда как в коричневых карликах этот легчайший химический элемент сохраняется на протяжении свыше 10 млрд лет. Отталкиваясь от этой понятной арифметики, при условии обнаружения в спектре «холодной звезды» литиевой линии вероятность того, что она на самом деле является коричневым карликом, составляет почти 100%.

Впрочем, в формировании спектра холодных (с температурой меньше 1500 градусов Кельвина) коричневых карликов заметную роль должен играть также метан (СН sub 4 /sub ). В частности, такие сильные метановые полосы в спектре были обнаружены у объекта Gliese 229В.

К настоящему времени число официально зарегистрированных коричневых карликов разных типов, температур и возрастов составляет уже около двух тысяч, и с каждым годом число открытий возрастает.

Так, коричневые карлики найдены почти во всех ближайших к нам звездных системах: в 2003 году в окрестностях звезды Эпсилон Индейца, находящейся от Земли на расстоянии около 12 световых лет, была обнаружена система, состоящая сразу из двух сравнительно холодных коричневых карликов с четко выраженными молекулярными линиями метана в спектре. Несколько позднее в телескопы попался одинокий карлик WISE 1506+7027 в созвездии Малая Медведица (11,1 светового года от Земли). Наконец, как уже упоминали выше, последними и самыми близкими нашими соседями из коричневокарликового семейства стала пара Luhman 16А и 16В, открытая в феврале 2013 года американским астрономом Кевином Луманом в созвездии Паруса.

Быстро растет и выявленное разнообразие спектральных классов коричневых карликов. Астрофизическим истеблишментом уже официально признаны четыре больших семейства: коричневые карлики спектральных классов M, L, T и Y. М-класс — самые горячие, звездоподобные космические объекты (более того, к этому классу относят и самые холодные из обычных звезд), и далее по нисходящей. Объекты последнего, пока еще самого малочисленного, спектрального класса Y очень холодные, с поверхностной температурой менее 500 градусов Кельвина. Обнаружить Y-карлики из-за их низкой температуры намного сложнее, и первый объект этого класса был открыт лишь в августе 2011 года.