Наиболее холодные коричневые карлики размывают границы между звездами и планетами

Астрономы постоянно ищут самые холодные звездоподобные тела, и два года назад с помощью телескопа WISE им удалось открыть новый класс объектов.

Однако до сих пор никто точно не знал, насколько прохладны в действительности такие тела: некоторые данные позволили предположить, что на них царит комнатная температура.

Новое исследование показало, что хотя коричневые карлики, иногда называемые неудавшимися звездами, действительно самые холодные из свободно перемещающихся астрономических тел, они теплее, чем считалось ранее, с температурами в диапазоне порядка 250-350 градусов по Фаренгейту (121-177 по Цельсию).

Столь низкая температура у поверхности после охлаждения в течение миллиардов лет означает, что масса таких объектов примерно равна массам 5-20 Юпитеров. В отличие от Солнца, единственный источник энергии таких звезд — гравитационное сокращение, которое основано непосредственно на массе.

«Если бы один из таких объектов был бы найден на орбите звезды, его наверняка назвали бы планетой», сообщил Трент Дюпуа из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Однако поскольку такие объекты, скорее всего, сформировались самостоятельно, а не из протопланетного диска, астрономы продолжают называть их коричневыми карликами, даже, несмотря на вполне планетарную массу.

Характеристики таких коричневых карликов весьма интригуют, поскольку они излучают большую часть своего света в инфракрасном диапазоне и весьма тусклы вследствие небольшого размера и низкой температуры.

Чтобы получить точное значение температуры, астрономам должно быть известно расстояние до указанных объектов.

«Мы хотели узнать, какие они: холодные, тусклые и близкие или теплые, яркие и далекие», пояснил Дюпуа. С помощью космического телескопа Spitzer НАСА исследователи определили расстояние до искомых коричневых карликов, которое укладывается в диапазон 20-50 световых лет.

Чтобы определить дистанцию до этих объектов, ученые измерили их параллакс — очевидное изменение положения со временем относительно второстепенных звезд. Поскольку Spitzer вращается вокруг солнца, его перспектива изменяется, и ближайшие объекты перемещаются вперед и назад. Тот же эффект наблюдается, если держать палец перед лицом и закрывать то один глаз, то другой. Положение пальца, будет казаться, изменяется относительно фона.

Однако даже для относительно близких коричневых карликов параллакс невелик. «Чтобы суметь определить точные расстояния, наши измерения должны быть весьма точными, как если бы мы знали точное местоположение жука в пределах дюйма, который сидит на цветке на расстоянии 200 миль от нас», пояснил профессор Адам Крус из Техасского университета в Остине, еще один автор исследования.

Новые данные также представляют новые загадки для астрономов, которые исследуют прохладные, планетоподобные атмосферы. В отличие от более теплых коричневых карликов и звезд, наблюдаемые свойства данных объектов, кажется, не коррелируют с температурой. Это позволяет предположить более значительные роли для других факторов, таких как конвективное смешивание на поверхности.

Результаты исследования опубликованы в издании Science Express.