Ученые открыли самый холодный тип звездоподобных небесных объектов, которые могут быть даже холоднее температуры человеческого тела.
Астрономы долго и безуспешно искали такие темные объекты, называемые Y-карликами (подкласс ультра-холодных коричневых карликов), существование которых было теоретически предсказано около 10 лет назад. Y-карлики еще называют иногда неудавшимися звездами. Их практически невозможно разглядеть в видимом спектре света, но при помощи космического телескопа НАСА WISE ученым удалось, наконец, зафиксировать слабое свечение шести Y-карликов относительно недалеко от нашего солнца – на расстоянии около 40 световых лет.
Сравнение размеров и температур разных небесных объектов
Коричневые карлики слишком слабы, чтобы в их недрах начался ядерный синтез и высвобождалась ядерная энергия, поэтому они излучают лишь то тепло, что осталось у них со времен их формирования. Это тепло со временем уходит, пока всё излучение, что они испускают, не переходит все дальше в инфракрасный диапазон спектра.
В общей сложности при помощи телескопа WISE было обнаружено уже 100 новых коричневых карликов.
Холодные «неудавшиеся звезды»
Чтобы узнать, насколько холодны Y-карлики, астрономы использовали телескоп Хаббл для анализа структуры испускаемого ими света. Таким образом был обнаружен самый холодный Y—карлик, названный WISE 1828+2650, температура которого ниже 25 градусов по Цельсию.
«Температура коричневых карликов, которыми мы занимались до этого, сравнима с жаром в вашей духовке», — рассказывает астроном Дэви Киркпатрик, член команды WISE при Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, а также ведущий автор работы о 100 новых коричневых карликах. «С открытием Y-карликов мы перебрались из кухни в более холодные части дома».
Ближайший из Y-карликов, WISE 1541-2250, находится на расстоянии 9 световых лет от нас. Для сравнения, самая ближайшая звезда, Проксима Центавра, расположена примерно в 4 световых годах от нас.
«Открытие коричневых карликов вблизи Солнца похоже на нахождение новых домов в вашем квартале, о которых вы раньше ничего не знали», — говорит астроном Майкл Кушинг, входящий в состав команды WISE и ведущий автор исследования коричневых карликов. «Меня очень захватывает мысль о том, что нас окружают еще множество соседей, которых нам еще только предстоит открыть. При помощи WISE у нас есть шанс обнаружить коричневый карлик даже ближе Проксимы Центавра», — говорит он.
Самыми холодным известным классом коричневых карликов до сих пор являлись T-карлики, имеющие температуру около 225 градусов по Цельсию. Первые открытия таких объектов произошли в конце 1990-х, после чего астрономы предположили существование еще более холодных карликов, то есть более старых объектов, имевших больше времени на остывание, либо менее массивных и имевших меньше тепла изначально. Либо и то и другое вместе.
Классификация коричневых карликов
Ученые подразделили коричневые карлики на классы исходя из их температуры, с «О» как наиболее горячим классом, и «Y» как самым холодным.
Большинство букв латинского алфавита уже используются для обозначения других астрономическими объектов, «таким образом, убрав их из списка, у нас осталось всего ничего – H, Y и Z», — поясняет Кушинг. – «А поскольку Y идет в алфавите после Т, мы выбрали его, оставив Z на случай, если астрономы обнаружат еще более холодный класс».
Исследование красных карликов может помочь лучше понять на процессы формирования звезд и планет.
Так может выглядеть коричневый карлик класса Y
«Коричневые карлики вообще, и Y-карлики в частности, являются прекрасным связующим звеном между звездной и планетарной астрофизикой, поскольку мы знаем, что они формируются как звезды, но во многом больше похожи на газовые гиганты вроде Юпитера», — продолжает Кушинг. – «Таким образом, изучая Y-карлики, мы не только узнаем больше о звездах, но и об условиях на газовых гигантских экзопланетах. К тому же коричневые карлики проще изучать, поскольку они не теряются в блеске своей яркой звезды, как большинство экзопланет».
«Нашей конечной целью является обнаружение наименее массивного коричневого карлика, способного сформироваться, а также выяснить, как много таких объектов может существовать вблизи Солнечной системы», — добавляет Кушинг. – «Эта информация поможет нам понять, как формируются коричневые карлики и звезды с малой массой. Наша команда продолжит поиски при помощи WISE еще более холодных объектов. Помимо того, мы собираемся более подробно изучить Y-карлики, чтобы точнее определить их температурные особенности, массу, есть ли среди них двойные системы и так далее».
«Самой большой проблемой в изучении Y-карликов является их чрезвычайная тусклость, поэтому нам требуются самые мощные телескопы на Земле, но порой даже они не обладают необходимой чувствительностью», — заключает Кушинг.
Подробно свои выводы об Y-карликах ученые изложили в Astrophysical Journal, а работа о 100 новых красных карликах вышла в его дополнении Supplement Series.