Кандидат в рекордно далекую галактику оказался очень холодным коричневым карликом

Астрономы определили, что кандидат в рекордно далекую галактику Капотауро на самом деле представляет собой один из самых далеких среди известных холодных коричневых карликов типа Y, расположенных в Млечном Пути. Это говорит о важности подтверждения открытия далеких галактик на основе данных спектроскопии и астрометрии. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

Запуск в космос «Джеймса Уэбба» открыл новую эру во внегалактической астрономии, дав возможность ученым находить кандидатов в очень далекие галактики с красными смещениями более 11, изучать более близкие, но тусклые системы. Это важно для проверки моделей формирования и эволюции галактик, включая похожие на Млечный Путь, и механизмов роста сверхмассивных черных дыр. Однако кандидаты в удаленные галактики, которых находят в ходе анализа фотометрических данных, нуждаются в последующем подтверждении спектроскопией и данными по собственному движению, так как могут оказаться не только близлежащими запыленными системами, в том числе карликовыми, но и артефактами наблюдений, коричневыми карликами или объектами планетарной массы в Млечном Пути.

Группа астрономов во главе с Лю Фэн Юанем (Feng-Yuan Liu) из Эдинбургского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений за необычным объектом CEERS U-100588 или Капотауро (в честь горы в Италии), полученных камерой NIRCam «Джеймса Уэбба» в июне 2026 года в рамках программ MINERVA и SPAM, а также архивных данных наблюдений спектрографа NIRSpec, прибора MIRI и камеры NIRCam в период с 2023 по 2025 год.

Капотауро обнаружили в начале 2025 года в данных глубокого обзора неба CEERS, проводимого «Джеймсом Уэббом», объект выглядел как интересный кандидат в галактику с красным смещением около 32, что соответствовало бы возрасту Вселенной в 90 миллионов лет. Однако это кажется слишком ранним временем для формирования первых звезд и черных дыр с точки зрения текущих теоретических представлений и наблюдательных данных. Возникло подозрение, что Капотауро может быть холодным коричневым карликом или экзопланетом-сиротой в Млечном Пути или же вспышкой парно-нестабильной сверхновой, возникшей при гибели очень массивной (около 250 масс Солнца) малометалличной звезды в галактике на красном смещении около 15. Целью текущей работы стало установление истинной природы объекта.

Анализ астрометрических и фотометрических данных наблюдений выявил явное (статистическая значимость 6,2 сигмы) видимое линейное движение Капотауро по небу — за 3,5 года он сместился на 132 угловых миллисекунд, что исключает любую интерпретацию объекта как внегалактического. Кроме того, ученые не нашли надежных доказательств заметной изменчивости блеска, которые могли бы вписаться в модель вспышки сверхновой. В итоге исследователи остановились на модели коричневого карлика как единственного объяснения природы Капотауро — это должен быть тусклый (болометрическая светимость в 10^6,68 раз меньше солнечной) и очень холодный (эффективная температура около 350 кельвин) объект спектрального типа Y1, расположенный на расчетном расстоянии почти 2381 световой год от Солнца. Небольшие колебания блеска согласуются с моделью переменчивой атмосферы субзвездного тела, а проекционная скорость собственного движения Капотауро составляет 132 километра в секунду, что вписывается в кинематические свойства объектов как тонкого, так и толстого диска Млечного Пути.

Это открытие вновь напоминает важность проблемы, возникшей в прошлом десятилетии в ходе поисков далеких галактик телескопом «Хаббл»: холодные карликовые звезды типа М и коричневые карлики типов L и T способны маскироваться в глубоких обзорах неба под удаленные галактики с красными смещениями более пяти. Тем не менее Капотауро — интересный объект для исследований галактической популяции субзвездных тел и «Джеймс Уэбб» способен найти и другие подобные тела.

Настоящий рекорд по удаленности среди галактик по прежнему принадлежит «Космическому чуду» — ее тоже отыскал «Джеймс Уэбб».