Обнаружено рекордное количество коричневых карликов

Коричневые карлики, загадочные объекты, находящиеся на границе между звездами и планетами, важны для нашего понимания как звездного, так и планетарного населения. Однако за почти три десятилетия поисков удалось получить изображения только 40 коричневых карликов вокруг звезд. Международная группа под руководством исследователей из Открытого университета и Университета Берна напрямую получила изображения четырех новых коричневых карликов благодаря новому инновационному методу поиска.

Коричневые карлики - загадочные астрономические объекты, которые заполняют промежуток между самыми тяжелыми планетами и самыми легкими звездами, обладая сочетанием звездных и планетарных характеристик. Благодаря такой гибридной природе эти загадочные объекты имеют решающее значение для улучшения нашего понимания как звезд, так и планет-гигантов. Коричневые карлики, вращающиеся вокруг родительской звезды на достаточно большом расстоянии, представляют особую ценность, поскольку их можно непосредственно сфотографировать - в отличие от тех, которые находятся слишком близко к своей звезде и поэтому скрыты ее яркостью. Это дает ученым уникальную возможность изучить детали холодных, похожих на планеты атмосфер компаньонов коричневых карликов.

Однако, несмотря на значительные усилия по разработке новых технологий наблюдения и методов обработки изображений, прямые обнаружения компаньонов коричневых карликов у звезд остаются довольно редкими, и за почти три десятилетия поисков было обнаружено всего около 40 систем. Исследователи под руководством Марианджелы Бонавита из Открытого университета и Клеманс Фонтанив из Центра космоса и обитаемости (CSH) и NCCR PlanetS при Бернском университете напрямую обнаружили четыре новых коричневых карлика, о чем они сообщают в исследовании, только что опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society MNRAS. Это первый случай одновременного обнаружения нескольких новых систем с коричневыми карликами-компаньонами на широких орбитальных расстояниях.

Инновационный метод поиска

"Компаньоны коричневых карликов на широких орбитах - редкость, и их прямое обнаружение сопряжено с огромными техническими трудностями, поскольку звезды-хозяева полностью ослепляют наши телескопы, - говорит Марианджела Бонавита. Большинство исследований, проводившихся до сих пор, были направлены на случайные звезды из молодых скоплений. "Альтернативный подход для увеличения числа обнаружений заключается в том, чтобы наблюдать только те звезды, которые показывают признаки наличия дополнительного объекта в их системе", - объясняет Клеманс Фонтанив. Например, то, как звезда движется под гравитационным притяжением компаньона, может быть индикатором существования этого компаньона, будь то звезда, планета или нечто среднее.

"Мы разработали инструмент COPAINS, который предсказывает типы компаньонов, которые могут быть ответственны за наблюдаемые аномалии в движениях звезд", - продолжает Клеманс Фонтанив. Применяя инструмент COPAINS, исследовательская группа тщательно отобрала 25 близких звезд, которые казались перспективными для прямого обнаружения скрытых маломассивных спутников на основе данных космического аппарата Gaia Европейского космического агентства (ЕКА). Используя для наблюдения за этими звездами планетный искатель SPHERE на Очень большом телескопе в Чили, они успешно обнаружили десять новых спутников с орбитами от Юпитера до Плутона, включая пять маломассивных звезд, белый карлик (плотный звездный остаток) и четыре новых коричневых карлика.

Значительный рост числа обнаружений

"Эти результаты значительно увеличивают число известных коричневых карликов, вращающихся вокруг звезд на больших расстояниях, и значительно повышают частоту их обнаружения по сравнению с любым предыдущим обзором изображений", - объясняет Марианджела Бонавита. Хотя пока этот подход ограничен сигнатурами коричневых карликов и звездных компаньонов, будущие этапы миссии Gaia позволят применить эти методы к более низким массам и открыть новые гигантские экзопланеты. Клеманс Фонтанив добавляет: "Помимо того, что мы сделали так много новых открытий за один раз, наша программа также демонстрирует мощь этих поисковых стратегий".

"Этот результат стал возможен только потому, что мы верили, что при объединении космических и наземных средств для прямого получения изображений экзопланет, целое превосходит сумму своих частей. Мы надеемся, что это станет началом новой эры синергии между различными инструментами и методами обнаружения", - заключает Марианджела Бонавита.