В 1995 году исследователи Калифорнийского технологического института в Паломарской обсерватории института впервые наблюдали нечто, похожее на коричневого карлика, вращающегося вокруг Глизе 229 — звезды красного карлика, расположенной примерно в 19 световых годах от Земли. С тех пор этот коричневый карлик (Глизе 229 B) озадачивал астрономов, поскольку он оказался слишком слабым для своей массы. Будучи в 70 раз больше массы Юпитера, он должен был быть ярче, чем то, что наблюдали телескопы. Однако международная группа астрономов под руководством Калифорнийского технологического института недавно разгадала загадку, определив, что коричневый карлик — это пара близнецов, вращающихся по близкой орбите!
Исследование возглавил Джерри В. Суан, аспирант факультета астрономии Калифорнийского технологического института, который работает с Дмитрием Маветом, профессором астрономии Дэвида Моррисро. К ним присоединилась международная команда из институтов и университетов всего мира, включая Национальный исследовательский совет Канады Герцберг, Европейскую южную обсерваторию (ESO), Европейское космическое агентство (ЕКА), Лабораторию космических исследований и приборов в астрофизике ( LESIA), Центр междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA), Институт астрономии Макса Планка (MPIA) и внеземной физики (MPE) и Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL).
Их исследование, появившееся в Природафинансировался НАСА и Фондом Хейзинга-Саймонса. В состав исследовательской группы, ответственной за открытие Gliese 229 B в 1995 году, входили несколько соавторов этого последнего исследования, в том числе Ребекка Оппенгеймер, тогда аспирантка Калифорнийского технологического института (сейчас астрофизик в Американском музее естественной истории); Шри Кулкарни, профессор астрономии и планетарных наук Джорджа Эллери Хейла; Кейт Мэтьюз, специалист по приборам из Калифорнийского технологического института; и другие коллеги.
В то время их результаты показали, что Глизе 229 B содержит в своей атмосфере метан, что типично для газовых гигантов, но не для звезд. Эти результаты представляют собой первое подтвержденное открытие коричневого карлика, класса холодных звездообразных объектов, которые представляют собой «недостающее звено» между газовыми гигантами и звездами, предсказанное примерно 30 лет назад. «Было интересно увидеть первый объект размером меньше звезды, вращающийся вокруг другого Солнца», — сказал Оппенгеймер в пресс-релизе Калифорнийского технологического института. «Тогда возникла кустарная индустрия людей, ищущих таких чудаков, но она оставалась загадкой на протяжении десятилетий».
«Глизе 229 B считалась флагманским коричневым карликом», — добавил Сюань. «И теперь мы знаем, что все время ошибались относительно природы объекта. Это не один, а два. До сих пор мы просто не имели возможности так детально изучить разделения». С тех пор, как Глизе 229 B была открыта почти 30 лет назад, были проведены сотни наблюдений, но ее темнота остается загадкой для астрономов. Хотя ученые подозревали, что Gliese 229 B может быть близнецом, двум коричневым карликам пришлось бы находиться очень близко друг к другу, чтобы оставаться незамеченными в течение почти трех десятилетий.
Чтобы подтвердить эту теорию, команда использовала интерферометр GRAVITY на Очень Большом Телескопе ESO в Чили, чтобы пространственно разрешить два коричневых карлика. Затем они использовали прибор CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph высокого разрешения (CRIRES+), чтобы обнаружить их различные спектральные характеристики и измерить их доплеровский сдвиг. Их результаты показали, что Глизе 229 B состоит из двух коричневых карликов (Gliese 229 Ba и Gliese 229 Bb) с массой примерно в 38 и 34 раза больше Юпитера соответственно, разделенных периодом 12 дней и расстоянием 16 дней. орбиты Луны находятся на расстоянии во много раз друг от друга.
Наблюдаемые уровни яркости также соответствуют ожиданиям для двух небольших коричневых карликов в этом диапазоне масс. «Открытие того, что Gliese 229 B является двойной, не только устраняет недавно наблюдаемое противоречие между ее массой и светимостью, но и значительно углубляет наше понимание коричневых карликов, которые занимают границу между звездами и планетами-гигантами», — сказал Мавет, старший научный сотрудник НАСА. Лаборатория реактивного движения. Открытие этого дуэта поднимает новые вопросы о том, насколько тесно связаны между собой коричневые карлики, и предполагает, что могут существовать похожие двойные звездные системы, ожидающие открытия.
Некоторые теории предполагают, что пары коричневых карликов могут образоваться внутри протопланетного диска звезды, который распадается на два ядра коричневых карликов, которые после близкого столкновения становятся гравитационно связанными. Тот же механизм может привести к образованию двойных экзопланетных систем на близкой орбите, но все это еще предстоит выяснить. Между тем, Оппенгеймер сказал, что это открытие является очень интересным событием. «Эти два мира, вращающиеся вокруг друг друга, на самом деле имеют меньший радиус, чем Юпитер», — сказала она. «Они выглядели бы довольно странно в нашем ночном небе, если бы у нас было что-то подобное в нашей Солнечной системе. Это самое захватывающее и захватывающее открытие в субзвездной астрофизике за последние десятилетия».
В будущем Сюань и его коллеги планируют искать дополнительные двойные звездные системы коричневых карликов, используя существующие инструменты и инструменты следующего поколения. К ним относятся устройство формирования изображений и характеристик планет Кека (KPIC) и инфракрасный спектрограф высокого разрешения для определения характеристик экзопланет обсерватории Кека (HISPEC). Команда под руководством Мавета разработала первый, а второй в настоящее время строится в Калифорнийском технологическом институте и других лабораториях командами, также возглавляемыми Маветом.
Отдельное независимое исследование, опубликованное в Письма астрофизического дневника возглавляли Сэм Уайтбук и Тим Брандт, выпускник Калифорнийского технологического института и научный сотрудник Научного института космического телескопа в Балтиморе соответственно. Их результаты также пришли к выводу, что Gliese 229 B представляет собой пару близко вращающихся коричневых карликов.
Дополнительная литература: Калифорнийский технологический институт, Природа.
