Астрономы-любители помогли создать трехмерную карту коричневых карликов вблизи Солнечной системы
Добровольцы, участвующие в проекте гражданской науки Backyard Worlds: Planet 9 (в нем могут участвовать как ученые, так и астрономы-любители), помогли создать наиболее полную на сегодняшний день трехмерную карту распределения коричневых карликов в окрестностях Солнечной системы. Работа, о которой рассказывается на сайте NASA, была представлена на 237-й встрече Американского астрономического союза.
Коричневые карлики нельзя отнести ни к звездам, ни к планетам. Их масса недостаточна для поддержания термоядерного «горения» водорода, но в недрах таких объектов протекают реакции с участием ядер дейтерия и лития. После исчерпания запасов легких элементов коричневые карлики относительно быстро остывают, превращаясь в планетоподобные объекты, таким образом никогда не выходя на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга — Рассела. Их масса находится в промежутке между 13 и 80 масс Юпитера, а поверхностная температура обычно не превышает тысячу кельвинов.
Из-за низких температур и малых размеров коричневые карлики имеют чрезвычайно низкую светимость (она составляет около тысячной доли от солнечной светимости), что затрудняет их поиск и наблюдение. Однако они вызывают большой интерес у астрономов, поскольку могут рассказать о процессах образования звезд и экзопланет.
Авторы работы, представленной на конференции, использовали данные каталога CatWise и проект гражданской науки Backyard Worlds: Planet 9, стартовавший в 2017 году. Его главная цель — поиск коричневых карликов и «планеты Х» в архивах телескопа Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Участники проекта, в число которых входят как ученые, так и любители, просматривают инфракрасные снимки, пытаясь обнаружить на них потенциально интересные объекты.
Исследователи выбрали 361 коричневый карлик L-, T-, и Y-типа и оценили расстояние до них с помощью телескопа «Спитцер». Затем они скомбинировали полученные данные с предыдущими открытиями, и в итоге получили трехмерную карту, которая включает в себя 525 субзвездных объектов. Она охватывает радиус 65 световых лет; ближайшие к Солнечной системе «соседи» находятся в пределах примерно 35 световых лет.
Некоторые из L-, T- и Y-карликов имеют массы и температуры, близкие к массам и температурам экзопланет. При этом получить подробную информацию о далеких планетах может быть сложно, потому что свет звезд, вокруг которых они вращаются, затмевает их. Поскольку коричневые карлики в этом исследовании не вращаются вокруг звезд, астрономам не нужно будет вычитать излучение светил. Это потенциально делает коричневые карлики удобной лабораторией для изучения свойств экзопланет.
В будущем исследователи смогут узнать больше о коричневых карликах с помощью космического инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб», который планируется запустить в октябре 2021 года. Кроме того, миссия NASA SPHEREx, которая проведет полный инфракрасный обзор всего неба, также позволит лучше понять характеристики коричневых карликов.
Обычно коричневые карлики ищут по тепловому инфракрасному излучению, но недавно астрономы смогли впервые открыть такой объект с помощью радиотелескопа. Кроме того, ученые недавно зарегистрировали супермощную вспышку, произошедшую на коричневом карлике L-типа.
Кристина Уласович
Это первый известный гидрид металлов в атмосферах экзопланет
Астрономы при помощи наземных телескопов достоверно обнаружили гидрид хрома в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Это первый случай подтвержденного открытия гидрида металлов в атмосферах экзопланет. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Линии гидридов и оксидов металлов используются астрофизиками при спектроскопических исследованиях атмосфер очень холодных звезд и коричневых карликов для их классификации и определения некоторых свойств — например, металличности или наличия облаков. Горячие экзогиганты могут обладать температурой, сравнимой с температурой коричневых карликов (а порой и звезд), поэтому в них тоже можно найти оксиды и гидриды металлов, которые влияют на свойства их атмосфер, например, вызывают температурную инверсию. Неоднократные поиски на горячих и теплых экзопланетах гидридов железа и хрома уже давали интересные кандидатуры, однако эти результаты основаны на спектроскопии низкого разрешения, что затрудняет достоверную идентификацию различных соединений и не позволяет сделать однозначных выводов. Группа астрономов во главе с Лаурой Флэгг (Laura Flagg) из Корнеллского университета сообщила об однозначном обнаружении гидрида хрома (CrH) в атмосфере горячего юпитера WASP-31b. Для этого ученые проанализировали данные спектроскопических наблюдений высокого разрешения, проведенных при помощи спектрографов GRACES и UVES, установленных на наземных телескопах «Джемини-Север» и VLT. Наблюдения велись в 2017 и 2022 году, во время транзитов планеты по диску звезды. Масса WASP-31b оценивается в 0,478 массы Юпитера, а радиус — в 1,549 радиуса Юпитера, она совершает один оборот вокруг своей звезды спектрального класса F5 за 3,4 дня и обладает равновесной температурой 1481 кельвин, а также очень низкой плотностью. Ранее в атмосфере экзопланеты уже был обнаружен гидрид хрома, однако тогда данные казались не до конца убедительными — статистическая значимость открытия составила 3,3 сигма. В текущем исследовании статистическая значимость обнаружения гидрида хрома составляет 5,6 сигма, что делает WASP-31b первой экзопланетой с подтвержденным наличием гидрида металла. Авторы отмечают, что текущие возможности наземной спектроскопии высокого разрешения для поисков гидридов и оксидов металлов на других экзопланетах ограничены и для новых открытий стоит использовать космические телескопы, такие как «Джеймс Уэбб», а также будущие крупные наземные телескопы следующего поколения. Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые отыскали барий, самарий и тербий в атмосферах ультрагорячих юпитеров — это самые тяжелые найденные на сегодня элементы в атмосферах экзопланет.