Международная группа астрономов благодаря серии наблюдений на Очень большом телескопе (VLT) обнаружила рекордно массивный коричневый карлик — субзвездный объект, массы которого недостаточно для термоядерных реакций слияния протонов. Авторы отмечают необычный состав карлика — он почти целиком (99,99 процента) состоит из водорода и гелия. Находка позволяет уточнить, какие звезды могли образовываться в ранней Вселенной. Исследование опубликовано в журнале
Коричневые карлики — особый класс объектов, масса которых гораздо больше, чем у Юпитера (по меньшей мере в 13 раз), но недостаточна для поддержания термоядерного горения водорода, характерного для «больших» звезд. Тем не менее в них протекают термоядерные реакции с участием ядер дейтерия и лития. Из-за того что светимость коричневых карликов постоянно уменьшается их относят к промежуточным объектам между газовыми гигантами и звездами. Типичные температуры на их поверхности не превышают 2000 кельвинов, а иногда составляют всего лишь 500-600 кельвинов (200-300 градусов Цельсия).
Подобно звездам, коричневые карлики образуются в результате гравитационного коллапса облака газа. Ранее считалось, что в условиях ранней Вселенной коллапс газа мог приводить лишь к объектам с массой порядка ста масс Солнца — так называемых звезд третьего типа населения. Однако недавно астрофизики сформулировали ряд гипотез о том, как могли возникать и менее массивные светила. Особенность таких звезд — очень малая металличность (содержание элементов тяжелее гелия). В ходе обзоров уже были обнаружены соответствующие бело-желтые и желтые карлики с массами больше половины массы Солнца (500 масс Юпитера).
Авторы работы указали на первого представителя неметалличных коричневых карликов, SDSS J010448.46+153501.8, расположенного в гало Млечного Пути. Эта звезда была известна ранее и уже классифицировалась как коричневый карлик. Ученые обратили внимание на то, что ее спектр несколько отличается от типичных представителей этого класса и провели сеанс наблюдений с помощью Очень большого телескопа — системы из четырех 8,2-метровых телескопов, расположенных в Чили.
Астрономы сопоставили спектр высокого разрешения с моделями и обнаружили, что карлик обладает очень низкой металличностью. Массовая доля элементов тяжелее гелия в нем в 250 раз меньше, чем в Солнце. Возраст карлика составляет примерно 10 миллиардов лет, а масса лишь на два процента меньше требуемой до запуска термоядерного горения водорода — около 90 масс Юпитера.
Ранее астрономы обнаружили в данных «Кеплера» необычную активность одного из коричневых карликов — время от времени он вспыхивал, становясь ярче Солнца. Объяснить поведение ученым не удалось. Интересно, что как и у обычных звезд, у коричневых карликов иногда находят экзопланеты. Известен ряд систем, в которых коричневые карлики обращаются вокруг массивных объектов и даже двойных звезд.