Самый дорогой телескоп в истории изучит загадку коричневых карликов

Астрономы надеются, что беспрецедентные возможности космического телескопа имени Джеймса Уэбба помогут решить одну из фундаментальных загадок астрофизики. Коричневые карлики — необычные космические объекты, которые отличаются как от звёзд, хотя обычно ими и считаются, так и от планет. И нам до сих пор непонятно, как же они всё-таки образуются.

Телескоп Уэбба стоимостью около 10 млрд долларов должен быть запущен в космос весной 2019 года. В числе первых научных задач, которые он будет решать — исследование природы коричневых карликов. Сразу несколько исследовательских групп выразили своё желание принять в этом участие. Предыдущие исследования, проведённые при помощи таких телескопов как Hubble, Spitzer, и ALMA показали, что масса коричневых карликов может до 70 раз превышать массу газовых гигантов типа Юпитера, но этого всё ещё недостаточно для начала протекания в них термоядерных реакций, поэтому такие объекты практически не излучают свет.

По этой причине, хотя существование коричневых карликов было предсказано ещё в 1960-е годы, их существование было подтверждено только в 1995 году, и при этом до сих пор нет общепринятой теории того, как же они образуются. То ли подобно другим звёздам в результате сжатия газопылевого облака, то ли подобно планетам в результате аккреции вещества в протопланетных дисках. Сложности добавляет и тот факт, что некоторые из них являются компаньонами полноценных звёзд, а другие свободно «плавают» в открытом космосе.

Одной из конкретных целей телескопа Уэбба станет коричневый карлик SIMP0136. Он относительно лёгок, молод, изолирован от других звёзд и находится близко к Солнцу. Всё это делает его весьма привлекательным для исследований. SIMP0136 во многом напоминает планеты, но при взгляде на него телескоп не будет ослеплён близлежащей звездой. Ранее были обнаружены намёки на то, что у него даже есть облачная атмосфера. «Уэбб» позволит узнать химический состав этих облаков.

Эти наблюдения помогут также и в дальнейших исследованиях «Уэббом» экзопланет, а том числе и тех, которые потенциально могут содержать признаки жизни. Температура SIMP0136 близка к той, которая ожидается для многих интересных учёным экзопланет, а наличие на нём облаков позволит понять, как они влияют на измерения.

Поиск лёгких изолированных коричневых карликов и в целом является одной из основных научных задач телескопа Уэбба. Такие звёзды испускают мало света, и лучше всего видны в инфракрасном диапазоне, на который и нацелены инструменты аппарата.

В частности, коричневые карлики будут искать в рамках проекта Substellar Objects in Nearby Young Clusters (SONYC) в звёздном скоплении NGC 1333 в созвездии Персея. NGC 1333 представляется собой «звёздную колыбель», в которой обнаружено неожиданно много коричневых карликов, часть из которых имеют массу лишь незначительно больше юпитероподобных планет. Обнаружить их существующими инструментами удаётся лишь при счастливом стечении обстоятельств. Запуска «Уэбба» позволит получить значительно больше информации об этих еле видимых объектах.