Ученые нашли на поверхности коричневого карлика магнитное поле

Карты излучения (линия Hβ) коричневого карлика 22 августа 2012 года под разными углами

S. V. Berdyugina et al./ arXiv.org

Международная группа ученых впервые зарегистрировала магнитные возмущения на поверхности коричневого карлика LSR J1835+3259, которые свидетельствуют о наличии на нем мощного магнитного поля около 5 килогауссов. Наличие такого сильного магнитного поля делает коричневые карлики ближе по своим свойствам к звездам, чем к планетам. Препринт статьи доступен на arXiv.org.

Коричневые карлики — особый класс субзвездных образований, которые занимают промежуточное положение между маленькими тусклыми звездами и планетами-гигантами. Масса коричневого карлика составляет от 1,2 до 7,5 процента от массы Солнца и как минимум в 13 раз больше массы Юпитера. В ядре коричневых карликов происходят термоядерные реакции, но не происходит реакции превращения водорода в гелий. В результате коричневые карлики излучают в инфракрасной, видимой и иногда рентгеновской областях, но только за счет термоядерных реакций с участием дейтерия, гравитационного сжатия и остывания.

В своем новом исследовании международный коллектив астрофизиков использовал излучение коричневого карлика LSR J1835+3259 класса M8.5 для описания его магнитного поля. Это довольно молодое образование возрастом около 22 миллионов лет с массой, которая примерно в 55 раз превышает массу Юпитера, и температурой около 2800 кельвинов.

Спектрополяриметр на  телескопе в обсерватории Кека зарегистрировал 22 и 23 августа 2012 года поляризованное излучение коричневого карлика в инфракрасной и видимой областях спектра. Анализ поляризации сигнала показал, что она вызвана зеемановским расщеплением и однозначно свидетельствует о мощном магнитом возмущении на поверхности LSR J1835+3259. Используя модели атмосферы коричневых карликов, ученые оценили величину его магнитного поля, которая составила около 5 килогауссов. Это примерно в три раза больше, чем в устойчивых областях солнечной атмосферы, и близко к величинам в ее активных зонах. При этом во время магнитного возмущения такое поле было характерно для как минимум 11 процентов видимой стороны коричневого карлика.

Измеренную магнитную активность на поверхности коричневого карлика исследователи связывают с его небольшим возрастом и возможным взаимодействием с аккреционным диском.

Интересно, что мощное магнитное возмущение быстро прекратилось, но вскоре после этого было зарегистрировано новое — уже на другом участке карлика. Ученые отмечают, что это первый случай, когда удалось измерить нетепловые всплески на поверхности коричневого карлика. Наличие таких мощных магнитных возмущений предполагает наличие у сравнительно молодых коричневых карликов остаточного диска, что делает их по своим свойствам значительно ближе к малым звездам, чем планетам-гигантам. 

С одной стороны, полученные данные хорошо согласуются с наблюдением на коричневых карликах процессов, аналогичных полярным сияниям на Земле, для которых наличие магнитного поля необходимо. С другой же — приводит к появлению новых вопросов: в частности, непонятна такая быстрая динамика появления и затухания магнитных возмущений.

Возможно, зарегистрированные сейчас магнитные возмущения на поверхности помогут объяснить зафиксированные ранее аномальные по мощности вспышки на поверхности коричневых карликов, природа которых оставалась неизвестной.

Александр Дубов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.