Новое исследование показывает, что, хотя эти коричневые карлики, иногда называемые несостоявшимися звездами, действительно являются самыми холодными из известных свободно плавающих небесных тел, они теплее, чем считалось ранее, с температурами около 250–350 градусов по Фаренгейту.Достижение таких низких температур поверхности после охлаждения в течение миллиардов лет означает, что эти объекты могут иметь только в 5-20 раз больше массы Юпитера. В отличие от Солнца, единственный источник энергии этих объектов — их гравитационное сжатие, которое напрямую зависит от их массы.«Если бы один из этих объектов был обнаружен на орбите звезды, велика вероятность, что его назвали бы планетой», — говорит Трент Дюпюи, научный сотрудник Хаббла из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Но поскольку они, вероятно, образовались сами по себе, а не в протопланетном диске, астрономы до сих пор называют эти объекты коричневыми карликами, даже если они имеют «планетную массу».Охарактеризовать этих холодных коричневых карликов сложно, потому что они излучают большую часть своего света в инфракрасном диапазоне длин волн, а из-за своего небольшого размера и низкой температуры они очень тусклые.
Чтобы получить точную температуру, астрономам необходимо знать расстояния до этих объектов. «Мы хотели выяснить, были ли они холоднее, слабее и поблизости или теплее, ярче и дальше», — объясняет Дюпюи. Используя космический телескоп НАСА Spitzer, команда определила, что рассматриваемые коричневые карлики расположены на расстоянии от 20 до 50 световых лет от нас.
Чтобы определить расстояния до этих объектов, команда измерила их параллакс — видимое изменение положения на фоне звезд с течением времени. Когда космический телескоп Спитцера вращается вокруг Солнца, его перспектива меняется, и кажется, что близлежащие объекты слегка смещаются вперед и назад.
Тот же эффект произойдет, если вы поднесете палец к лицу и закроете один глаз, а затем другой. Положение вашего пальца кажется смещенным, если смотреть на него вдалеке.
Но даже для этих относительно близких коричневых карликов параллаксное движение невелико. «Чтобы иметь возможность определять точные расстояния, наши измерения должны были иметь такую же точность, как и знание положения светлячка с точностью до 1 дюйма на расстоянии 200 миль», — объясняет Адам Краус, профессор Техасского университета в Остине и другой автор. исследования.Новые данные также представляют новые головоломки для астрономов, изучающих прохладные, похожие на планеты атмосферы. В отличие от более теплых коричневых карликов и звезд, наблюдаемые свойства этих объектов, похоже, не так сильно коррелируют с температурой.
Это предполагает усиление роли других факторов, таких как конвективное перемешивание, в формировании химического состава на поверхности. Они также находят доказательства исчезновения щелочных элементов, которые, вероятно, попадают в ядовитые облака.
В этом исследовании была изучена первоначальная выборка самых холодных коричневых карликов, обнаруженных в данных обзора WISE. Дополнительные объекты, обнаруженные за последние два года, еще предстоит изучить, и мы надеемся, что они прольют свет на некоторые из этих нерешенных вопросов.