Коричневі карлики — дивні космічні об’єкти. На умовній шкалі типів небесних тіл вони містяться між планетами та зорями.
Зоря, за визначенням, — це об’єкт, достатньо масивний, щоб в його ядрі відбувалося злиття атомів водню й утворення гелію. Натомість планета — занадто маломасивне небесне тіло, щоб в ньому відбувалися реакції ядерного синтезу. На перше око це проста відмінність, аж поки ви докладніше не дізнаєтесь про синтез елементів. Все, що має масу нижче 13 мас Юпітера, занадто мале для синтезу, і тому є планетою. Якщо ваша маса близько 80 Юпітерів, то ви можете синтезувати гелій і, отже, стати зорею. Але якщо ваша маса становить від 13 до 80 мас Юпітера, то ситуація стає цікавою. Ви не маєте змоги утворювати водень, щоб світити яскраво, але можете перетворювати літій в інші елементи. Цей процес астрономи називають спалювання літію. Він не дає багато енергії, але в будь-якому разі це ядерний синтез.
Через цей ефект коричневі карлики важко ідентифікувати. Великі та молоді коричневі карлики можуть бути такими ж гарячими і яскравими, як маломасивні зорі, натомість старші або менші коричневі карлики мають вигляд великих планет. Це тому, що, на відміну від зір, коричневі карлики з часом охолоджуються. Вони часто найяскравіші в інфрачервоному світлі, й тому їх зазвичай виявляють зі спостережень в інфрачервоному діапазоні електромагнітного спектра.
Розподіл зір, що містяться відносно близько до Землі. Фото з сайту www.universetoday.com.
З коричневими карликами пов’язана одна дивина: їх, як здається, є значно менше, ніж мало би бути. Коли астрономи обчислили кількість зір в місцевому Всесвіті, то з’ясували, що жовті зорі, такі як Сонце, траплються частіше, ніж зорі гіганти, а зорі червоні карлики — набагато частіше, ніж жовті. Слушно було очікувати, що коричневі карлики мають траплятися частіше, ніж червоні карлики. Але поки що астрономи виявили менше коричневих карликів, ніж навіть жовтих зір. Частково це пояснюють тим, що коричневі карлики холодні й тьмяні, але навіть якщо ми це враховуємо, маємо побачити їх більше. Цю проблему називають пустелею білих карликів (brown dwarf desert problem).
Але випадкове відкриття може допомогти знайти відповідь на цю загадку. За допомогою космічного телескопа NASA «Ширококутний інфрачервоний оглядовий дослідник навколоземних об’єктів» (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer, NEOWISE) виявлено небесне тіло, що отримало назву «The Accident» («Несподіванка»). Це коричневий карлик, який не виявили у процесі виконання оглядів неба з метою пошуків таких об’єктів, бо він на них не схожий. Коричневих карликів можна ідентифікувати за їх інфрачервоним спектром, але кожен спектр залежить від складу коричневого карлика, а також від його температури. Спектр «Несподіванки» дивний, бо об’єкт тьмяний в тій його частині, де, як ви очікуєте, він має бути яскравим, і яскравий там, де його зазвичай видно погано.
Рухома пляма — це коричневий карлик, який назвали «The Accident» («Несподіванка»). Фото з сайту www.universetoday.com.
Спектр «Несподіванки» свідчить про те, що об’єкт містить дуже мало метану. Це може означати, що він дуже старий. Метан — це молекула, що містить атоми вуглецю та водню, і хоча водень існує від початку Всесвіту, вуглець з’явився лише після того, як загинуло перше покоління зір. Отже, спектр вказує на те, що цей коричневий карлик утворився під час першого покоління. Астрономи знали, що коричневі карлики найпершого покоління, ймовірно, існують, але вважали, що вони рідкісні. Але «Несподіванка» лежить на відстані лише 50 світлових років від нас, тому або це є надзвичайно щаслива знахідка, або такий тип коричневих карликів є досить поширеним. Цим можна пояснити пустелю коричневих карликів. Існує незліченна кількість коричневих карликів, але вони мають незвичайні спектри, тому астрономи їх досі не помічали.
Відкриття одного коричневого карлика недостатньо, щоб вирішити цю проблему. Але тепер, коли астрономи дізналися, який вигляд можуть мати старі коричневі карлики, вони зможуть знаходити їх більше. І тоді те, що вони знайдуть, не буде несподіваним.
За інф. з сайту www.universetoday.com підготував Іван Крячко
