С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба международная группа астрономов выявила первую богатую популяцию коричневых карликов, когда-либо наблюдавшихся за пределами нашей Галактики.
Коричневые карлики обнаружены в звездном скоплении NGC 602, расположенном в Малом Магеллановом Облаке, галактике-спутнике Млечного Пути на расстоянии около 200 000 световых лет от Земли. Скопление NGC 602 представляет собой уникальную космическую лабораторию. Его местная среда фактически является аналогом той, что существовала в ранней Вселенной, с очень низким содержанием элементов тяжелее водорода и гелия.
Присутствие темных облаков плотной пыли и то, что скопление богато ионизированным газом, также указывает на наличие продолжающихся процессов звездообразования. Вместе со связанной с ним областью HII N90, содержащей облака ионизированного атомарного водорода, это скопление дает ценную возможность изучить сценарии звездообразования в условиях, кардинально отличающихся от тех, что существуют в нашей солнечной окрестности.
Зачем искать коричневые карлики?
Коричневые карлики представляют собой особенно интересную категорию небесных объектов, находящихся где-то между планетами-гигантами и звездами. Имея массу, обычно в 13-75 раз превышающую массу Юпитера (а иногда и меньше), эти небесные тела считаются более массивными «двоюродными братьями» планет-гигантов.
В отличие от внесолнечных планет, они свободно перемещаются в пространстве, не будучи гравитационно привязанными к какой-либо звезде. Однако у них есть общие с планетами характеристики, такие как состав атмосферы и характер штормов. До сих пор нам было известно около 3 000 коричневых карликов, но все они обитали в пределах нашей Галактики.
Изучение коричневых карликов имеет решающее значение для преодоления разрыва в нашем понимании между планетарным и звездным формированием. Действительно, эти объекты представляют собой эволюционное «недостающее звено». Как подтверждают результаты данного исследования, они формируются по тем же механизмам, что и звезды, но не накапливают достаточно массы, чтобы запустить реакции слияния водорода, характерные для настоящих звезд. Таким образом, их существование и распределение помогают нам лучше понять пределы и условия, необходимые для формирования звезд.
За пределами Млечного Пути
Новые наблюдения, которые будут проведены в апреле 2023 года, включают в себя новое изображение, полученное камерой ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) «Уэбба». Изображение выделяет не только звезды, молодые звездные объекты и окружающие их гряды газа и пыли, но и показывает значительное загрязнение фоновыми галактиками и другими звездами в Малом Магеллановом Облаке.
Космический телескоп «Хаббл» уже показал, что в NGC602 находятся очень молодые звезды низкой массы, но только с помощью «Уэбба» стало возможным увидеть масштабы и значимость формирования субзвездной массы в NGC 602. На слайдере ниже — сравнение вида Хаббла 2017 года и недавнего вида с помощью аппарата Джеймса Уэбба.
Обнаружение коричневых карликов за пределами Млечного Пути в такой среде, как NGC 602, открывает очень интересные перспективы. Скопление фактически находится в бедной металлами среде, похожей на раннюю Вселенную, что позволяет нам изучать, как эти объекты формировались на ранних этапах космической истории.
Эта аналогия с ранней Вселенной особенно ценна: наблюдая за тем, как формируются и ведут себя коричневые карлики в NGC 602, мы сможем лучше понять процессы формирования звезд и планет в экстремальных условиях, характерных для молодой Вселенной.
Более того, их присутствие в среде, столь отличной от нашей Галактики, позволяет нам проверить наши теории звездообразования в кардинально иных условиях. Это поможет нам понять, являются ли процессы, которые мы наблюдаем на местном уровне, универсальными, или же они существенно отличаются в зависимости от галактического окружения.
С исследованием, опубликованным в журнале The Astrophysical Journal, можно ознакомиться .