Изображение предоставлено UofM
Исследователи из Мичиганского университета собрали доказательства того, что звезды коричневых карликов очень похожи на те ранние стадии, через которые прошло наше Солнце, когда оно только образовалось. Они обнаружили, что у большинства коричневых карликов были диски в миллион лет, что очень похоже на молодых звезд того же возраста. Другие наблюдения показали, что они склеивают материал с диска так же, как и звезды.
В космических кругах коричневые карлики - что-то вроде провала. Слишком большие, чтобы считаться истинными планетами, но недостаточно массивные, чтобы быть звездами, эти свободно плавающие небесные тела на самом деле иногда называют потерпевшими крах звездами. Но действительно ли они образуются, как звезды, из коллапсирующих газовых облаков? Или их происхождение совершенно другое? Серия публикаций астронома Мичиганского университета Рэя Джаявардхана и его коллег, в том числе статья в выпуске «Науки» от 16 января, свидетельствует о том, что коричневые карлики и звезды, похожие на Солнце, рождаются почти одинаково. «У них, по крайней мере, очень похожие дети, что может означать, что они также имеют очень похожее происхождение», - сказал Джаявардхана, доцент кафедры астрономии.
Звезды образуются в холодных облаках газа и пыли в межзвездном пространстве. Плотные скопления в этих облаках сжимаются под действием собственной силы тяжести, вращаясь в процессе и собирая материал из окружающей среды в диск. В конце концов, если растущая протозвезда накапливает достаточно массы, ее ядро становится горячим и достаточно плотным для ядерного синтеза, и новая звезда начинает сиять. Некоторые ученые предполагают, что коричневые карлики образуются таким же образом, но просто не накапливают достаточную массу для зажигания синтеза водорода, и расчеты показывают, что, по крайней мере, теоретически возможно, чтобы объекты с такими же низкими массами, как у коричневых карликов, были рождены таким образом.
Но другие ученые предположили, что коричневые карлики - это ранты, выброшенные из звездных пометов. В этом сценарии коричневые карлики рождаются в нескольких звездных системах и конкурируют со своими братьями и сестрами за материю из натального облака. В таких системах, как показывает компьютерное моделирование, самый медленно растущий объект может быть извлечен до того, как он соберет достаточно материала, чтобы стать звездой.
Один из способов провести различие между этими двумя возможностями состоит в изучении дисков пыли и газа вокруг молодых коричневых карликов. Если коричневые карлики образуются, как звезды, у них должны быть большие, долгоживущие аккреционные диски, подобные тем, что встречаются вокруг молодых звезд. Но если они были вытолкнуты из нескольких звездных систем, их диски должны быть сбиты гравитационными взаимодействиями, которые приводят к выбросу.
Джаявардхана и его коллеги искали пыльные диски вокруг молодых коричневых карликов, наблюдая за их инфракрасным излучением с помощью 8-метрового очень большого телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили и 10-метрового телескопа Keck I на Гавайях. Поскольку частицы пыли в диске поглощают свет и переизлучают энергию на инфракрасных длинах волн, коричневый карлик с диском будет излучать больше инфракрасного света, чем без диска.
«Мы обнаружили, что большинство коричневых карликов окружены пыльными дисками в возрасте около миллиона лет», - сказал Джаявардхана. «Это похоже на молодых звезд в том же возрасте». Хотя невозможно непосредственно определить размеры дисков, их присутствие вокруг некоторых коричневых карликов в возрасте 10 миллионов лет говорит о том, что они не избавлены в раннем возрасте.
Другие спектроскопические наблюдения с использованием двойных 6,5-метровых телескопов Магеллана в Чили (в которых Университет штата Мичиган является партнером) и телескопа Keck I показали, что коричневые карлики также собирают материал с окружающих дисков так же, как это делают звезды - хотя в более медленном темпе. «Мы обнаруживаем явные признаки газа, протекающего от внутреннего края диска к коричневому карлику со скоростью более ста километров в секунду», - сказал Джаявардхана. В одном интригующем случае у астрономов также есть доказательства того, что материал извергается с полюсов коричневого карлика. Такие струи были замечены у молодых звезд того же возраста, но до сих пор у коричневых карликов. «Если это подтвердится, наличие струй еще больше укрепит аргумент в пользу удивительно похожих случаев рождения коричневых карликов и звезд, похожих на Солнце», - сказал Джаявардхана, в число сотрудников которого входит Субханджой Моханти (Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики), Гибор Басри (Университет Калифорнии). , Беркли), Дэвид Баррадо и Наваскуес (Лаборатория космической астрофизики и фундаментальной физики в Мадриде, Испания), Дэвид Ардила (Университет Джона Хопкинса), Беате Штельцер (Астрономическая обсерватория Палермо в Италии) и Карл Хайш младший и Дайан Полсон (оба в Мичиганском университете).
«Я бы не сказал, что история подписана, опечатана и доставлена, - сказал Джаявардхана, - но преобладание доказательств очень сильно склоняется к тому, что эти вещи образуются так же, как звезды». И доказательства, раскрытые до сих пор, приводят к еще более мучительным перспективам. «Теперь, когда мы знаем, что многие молодые коричневые карлики окружены дисками, - сказал он, - я не могу не задаться вопросом, могут ли кометы и астероиды, если не маленькие планеты, образовываться на этих дисках».
Это исследование было поддержано главным образом грантом Национального научного фонда.
Источник: пресс-релиз Мичиганского университета
