RW Space

Объект, вращающийся вокруг звезды, удаленной от нас на 1400 световых лет, серьезно противоречит нашим представлениям о том, что возможно во Вселенной.

Это коричневый карлик, любопытная категория объектов, расположенных между планетами и звездами. , но он находится на такой близкой орбите со своей очень горячей родительской звездой, что его температура превышает 8000 кельвинов (7727 градусов по Цельсию, или 13 940 по Фаренгейту) — достаточно высокая температура, чтобы расщепить молекулы в его атмосфере на составные атомы.

Это намного выше, чем температура поверхности Солнца, где температура составляет сравнительно приятные 5778 Кельвинов. На самом деле, этот коричневый карлик является температурным рекордсменом — самым горячим объектом такого рода, который мы когда-либо находили.

Хотя коричневые карлики, как правило, горячее планет, они горят холоднее, чем самые холодные красные карликовые звезды — они абсолютно не могут достичь солнечной температуры на своих собственных внутренних термоядерных двигателях.

Международная группа под руководством астрофизика Наамы Халлакун из Института науки Вейцмана в Израиле назвала объект WD0032. -317Б. Их открытие подробно изложено в статье, принятой в Nature Astronomy и в настоящее время доступной на сервере препринтов arXiv.

Открытие, по словам команды, может помочь нам понять, что происходит с юпитериоподобными газовыми гигантами, вращающимися вокруг чрезвычайно горячих массивных звезд, наблюдение за которыми может быть сложно из-за свойств звезд, таких как их активность и скорость вращения.

Планеты, вращающиеся вокруг своих звезд, излучают огромное количество ультрафиолетового света. Это может привести к тому, что их атмосфера испарится, а молекулы в ней будут разорваны, процесс, известный как термическая диссоциация.

Однако мы мало что знаем об этой экстремальной среде. В такой непосредственной близости от очень яркой звезды сигналы от вращающейся экзопланеты может быть трудно отличить от звездной активности.

Нам известна одна экзопланета, достаточно горячая для тепловой диссоциации. Это KELT-9b, вращающийся вокруг синей звезды-сверхгиганта, которая нагревает дневную сторону экзопланеты до температуры, превышающей 4600 градусов по Кельвину (4327 градусов по Цельсию, или 7820 градусов по Фаренгейту).

Это горячее, чем у большинства звезд — красных карликов. , самые распространенные звезды в галактике, имеют максимальную температуру поверхности около 4000 Кельвинов.

Однако одним из способов изучения этих экстремальных режимов могут быть коричневые карлики в двойных системах с белыми карликами. Белые карлики намного меньше голубых сверхгигантов, таких как KELT-9, что, в свою очередь, делает их более тусклыми, а сигнал от любых перегретых объектов-компаньонов легче обнаружить.

Коричневый карлик не совсем планета, но и не совсем звезда. Планетоподобный объект, масса которого примерно в 13 раз превышает массу Юпитера, может иметь достаточное давление и тепло в своем ядре, чтобы зажечь синтез дейтерия.

Это «тяжелый» изотоп водорода; температура и давление, необходимые для его синтеза, намного ниже, чем температура и давление, необходимые для синтеза обычного водорода, горящего в ядрах звезд. p>

Коричневые карлики могут достигать по массе около 80 масс Юпитера и температуры около 2500 Кельвинов. Они холоднее и тусклее красных карликов, но светятся в инфракрасном диапазоне.

Белые карлики, с другой стороны, являются последней стадией жизни таких звезд, как Солнце. Когда в ядре звезды заканчивается водород, она выбрасывает свои внешние слои, и ядро, больше не поддерживаемое внешним давлением термоядерного синтеза, коллапсирует в сверхплотный объект размером с Землю.

Белые карлики светятся остаточным теплом, но процесс смерти идет очень энергично — они очень горячие, а их температура сравнима с температурой голубых сверхгигантов.

Это приводит нас к WD0032-317, очень горячему , маломассивный белый карлик. Это около 40 процентов массы Солнца, горящего при температуре около 37 000 Кельвинов.

В начале 2000-х годов данные, полученные с помощью прибора Ультрафиолетово-визуальный эшелле-спектрограф (UVES) в Европейской южной обсерватории Очень Большой Телескоп предположил, что WD0032-317 двигался, подтягиваемый на месте невидимым орбитальным компаньоном. Последние наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне позволили предположить, что этот компаньон был коричневым карликом.

Халлакоу и ее коллеги использовали UVES для получения новых наблюдений звезды и обнаружили, что компаньон является коричневым карликом с массой от 75 и 88 Юпитеров на головокружительной орбите всего за 2,3 часа.

Дымящийся пистолет, ведущий к обнаружению, был, ну, в некотором роде дымящейся звездой. Когда дневная сторона коричневого карлика обращена к нам, астрономы могут обнаружить водород, который он испускает, когда звезда его испаряет.

Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, коричневый карлик заблокирован приливами. Это означает, что одна сторона — дневная — постоянно обращена к звезде, а другая остается в постоянной ночи. Команда подсчитала экстремальные температуры, и цифры поражают воображение.

«В зависимости от используемой модели ядра белого карлика температура нагретой дневной стороны компаньона колеблется от ≈7250 до 9800 градусов по Кельвину. горячая, как звезда класса А — с температурой на ночной стороне ≈ 1300–3000 Кельвинов, или разницей температур ≈ 6000 К — примерно в четыре раза больше, чем у KELT-9b», — пишут они в своей статье. /p>

«Температурный диапазон ночной стороны охватывает карликов от T до M. «Равновесная» температура черного тела облученного компаньона (без учета его собственной светимости и альбедо и в предположении, что он находится в тепловом равновесии с внешним излучением ) составляет около 5100 Кельвинов, что горячее любой известной планеты-гиганта, и на ≈1000 Кельвинов горячее, чем KELT-9b, что приводит к ≈ 5600-кратному увеличению потока экстремального ультрафиолета».

Ни одна из известных планет или коричневых карликов не горячее , что делает WD0032-317B не только чрезвычайно удивительным, но и отличным кандидатом для изучения того, как чрезвычайно горячие звезды могут испарять своих спутников с меньшей массой. Исследователи говорят, что изучение таких объектов, как WD0032-317B, может помочь нам понять такие редкие выбросы, как KELT-9b.

Исследование было принято в Nature Astronomy и доступно на сайте arXiv.