Знание-сила, 2009 № 12 (990) - [35]
Из жизни коричневых карликов
Игорь Харичев
На фото: коричневый карлик HD3651B (обведен кружком) около звезды HD3651
Прежде всего стоит напомнить, что коричневыми карликами называют промежуточные между звездами и планетами объекты. Их вполне можно считать «неудавшимися звездами». Так же, как «удавшиеся» звезды, они рождаются в ходе гравитационного коллапса скоплений межзвездного газа и пыли, причем в ходе этого процесса происходит разогрев внутренностей неуклонно уплотняющегося объекта. В какой-то момент внутри звезды начинается реакция термоядерного синтеза — превращения водорода в гелий. А внутри коричневого карлика реакция термоядерного синтеза не начинается, хотя может «выгореть» некоторое количество дейтерия. Причина в недостаточной массе таких звездных объектов и соответственно в недостаточном разогреве их внутренних областей при коллапсе протозвездного облака.
Сегодня ученые оценивают верхний предел массы коричневых карликов в 0,07 — 0,08 солнечных масс или 75–80 масс Юпитера. Что касается нижней границы масс, то нет ясного консенсуса среди ученых, где можно провести точную границу между планетами, а точнее, газовыми гигантами и коричневыми карликами. Давно обсуждаемая граница проходит примерно по 13 массам Юпитера. Не получив внутреннего источника энергии, коричневые карлики всю оставшуюся часть жизни вынуждены проводить, постепенно остывая. Излучение коричневых карликов приходится в основном на инфракрасный диапазон. Кроме того, эти объекты крайне бедны металлами.
Существование коричневых карликов было предсказано около 40 лет назад, но впервые такие объекты обнаружили в 1995 году. Коричневые карлики продолжают вызывать интерес у астрономов. Не случайно приходит информация о новых и новых исследованиях.
Недавно международной группе астрофизиков удалось установить, что коричневые карлики в Галактике могут оказаться гораздо более распространенными объектами, чем считалось ранее. Ученые изучали так называемое событие 0GLE-2007-BLG-224: в 2007 году звезда, расположенная вблизи центра Млечного Пути, неожиданно стала ярче. Продолжительность события составила около 7 дней. Было сделано предположение, что событие — результат микролинзирования, вызванного гравитационным полем массивного объекта, который прошел между Землей и звездой.
Используя данные, которые собрали различные телескопы по всему миру, астрономы смогли определить, что звезда-источник относилась к классу желтых карликов (к этому классу, например, относится Солнце). Данное событие отличалось еще тем, что на характеристики микролинзирования оказывал влияние земной параллакс, то есть изменение положения наблюдаемого объекта из-за собственного движения Земли.
По собранной информации ученые смогли выяснить, что микролинзирование было вызвано коричневым карликом массой 0,06 солнечных, который прошел между звездой и Землей на расстоянии примерно 1700 световых лет от нашей планеты. Используя существующие теории звездообразования, удалось определить примерное количество коричневых карликов с необходимыми характеристиками в Млечном Пути, что, в свою очередь, позволило вычислить вероятность подобного микролинзирования. Она составила 1/235.
По мнению ученых, это означает одно из двух: либо наблюдалось достаточно редкое событие, либо современные теории формирования звезд неверны. Поскольку нет повода отказываться от современных теорий в этой сфере науки, остается признать, что коричневые карлики являются более распространенными обитателями Галактики, чем считалось ранее.
А вот группе немецких астрономов недавно удалось обнаружить самый старый коричневый карлик в Млечном Пути. Его возраст составляет около 10 миллиардов лет.
Основной целью данной работы было изучение некоторого числа звезд небольшой массы, в частности, определение расстояния от Земли до этих объектов. Для измерения расстояния астрономы вычисляли тригонометрический параллакс. Напомним, что из-за годичного движения Земли вокруг Солнца направление на фиксированную звезду постоянно меняется. Параллаксом называется разность двух направлений на звезду, измеренных в различных точках орбиты нашей планеты. Достаточно простые формулы позволяют связать величину параллакса с расстоянием до звезды.
Недостаток этого классического метода, впервые использованного еще в 1838 году, — необходимость достаточно длительных наблюдений для минимизации ошибок. В рамках данного исследования астрономы наблюдали за изучаемыми звездами в течение нескольких лет.
Одним из объектов наблюдения был 2MASS 1626+3925. Определив расстояние до него, ученые смогли вычислить так называемую абсолютную звездную величину объекта, которая характеризует освещенность, создаваемую звездой вблизи наблюдателя. Она оказалась крайне низкой, что позволило исследователям с уверенностью заявить, что перед ними коричневый карлик. Он находится в нашей Галактике, однако к галактическому диску не принадлежит, а входит в состав окружающего Галактику обширного гало. Звезды в галактическом гало представляют собой второе поколение звезд, которое сформировалось в нашей Вселенной свыше 10 миллиардов лет назад, задолго до Солнечной системы (ей немногим более 4,5 миллиардов лет). Соответственно и возраст найденного коричневого карлика оценивается в 10 миллиардов лет.
