В «пустыне коричневых карликов» нашелся массивный коричневый карлик

Астрономы обнаружили один из самых массивных коричневых карликов, известных на сегодняшний день, который по своим свойствам попадает в так называемую «пустыню коричневых карликов». Такие открытия могут помочь разобраться в механизмах формирования подобных объектов и отследить массовую границу между планетами-гигантами и коричневыми карликами. Препринт статьи опубликован на сайте arXiv.org.

Массовая граница между газовыми гигантами и коричневыми карликами до сих пор точно не установлена из-за отсутствия хорошо изученных объектов в этом диапазоне масс. Коричневым карликом в классическом понимании считается субзвездный объект массой от 13 до 80 масс Юпитера, в ядре которого идут реакции синтеза с участием ядер дейтерия и лития. Точные границы по массе зависят от принятых моделей и внутреннего химического состава карлика. Еще одно различие между планетами-гигантами и коричневыми карликами заключается в разных механизмах их образования  — карлики образуются за счет гравитационного коллапса и сохраняют элементный состав межзвездной среды, в то время как за формирование планет-гигантов ответственны процессы аккреции на ядро, которое имеет большую металличность, чем звезда-хозяин. Тем не менее, существуют несколько различных классификаций, в которых коричневых карликов относят то к планетам-гигантам, то к звездоподобным объектам.

Из более чем двух тысяч известных сегодня коричневых карликов лишь около 400 являются спутниками звезд, остальные представляют собой одиночные объекты. Наблюдения показывают, что коричневых карликов с массой от 35 до 55 масс Юпитера, расположенных менее чем в трех астрономических единицах от своих звезд крайне мало, это явление получило обозначение «пустыня коричневых карликов» и может быть связано с различными механизмами формирования таких объектов. Еще одно наблюдательное ограничение заключается в недостатке коричневых карликов с массой от 3 до 13 масс Юпитера на очень близких орбитах (менее 0,2 астрономической единицы) к своим звездам. Чтобы разобраться в причинах подобных явлений, необходимо пронаблюдать еще большее количество объектов такого типа.

Астрономы во главе с Кариной Перссон (Carina M. Persson) сообщили об обнаружении массивного коричневого карлика EPIC 212036875 b на орбите вокруг звезды спектрального типа F7 V, которая примерно в 1,12 раз тяжелее Солнца и имеет радиус в 1,4 раза больше солнечного. Возраст звезды оценивается примерно в 5,1 миллиарда лет.

Первоначально карлик был обнаружен в данных орбитального телескопа «Кеплер», полученных в период с декабря 2017 года по февраль 2018 года. Дальнейшие наблюдения при помощи TCS, Северного оптического телескопа, 2,7-метровыого телескопа в обсерватории Макдональда, 3,5-метрового телескопа WIYN и 8-метрового телескопа «Субару» позволили узнать массу объекта и убедиться в отсутствии у него спутников или фоновых звезд, которые могли бы дать похожий сигнал при использовании метода транзитной фотометрии.

EPIC 212036875 b совершает один оборот вокруг своей звезды примерно за 5,17 земных дня и находится на расстоянии около 0,06 астрономических единиц от нее. Равновесная температура карлика оценивается примерно в 1450 кельвин, масса составляет 51 массу Юпитера, а радиус 0,83 радиуса Юпитера, по своим свойствам он попадает в «пустыню коричневых карликов», что делает его весьма интересным объектом для дальнейшего изучения. Предполагается, что EPIC 212036875 b сформировался из-за гравитационной неустойчивости  во внешней части протопланетного диска, а затем мигрировал на текущую орбиту в течение первых нескольких миллионов лет жизни.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы

супермощную вспышку, произошедшую на коричневом карлике L-типа, в ходе которой звезда увеличила свою яркость в десять тысяч раз.

Александр Войтюк