Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), астрономы наблюдали за молодым коричневым карликом, известным как Cha Hα 1. В результате они обнаружили, что диск вокруг этого коричневого карлика богат углеводородами. Об этом подробно рассказывается в статье, опубликованной 7 августа на препринт-сервере arXiv.
Что такое коричневые карлики?
Коричневые карлики (БК) — это субзвёздные объекты между планетами и звёздами, с массами от 13 до 80 масс Юпитера (от 0,012 до 0,076 массы Солнца). У них недостаточно массы для поддержания термоядерного синтеза водорода, но достаточно для запуска горения дейтерия.
Особенности дисков коричневых карликов
Наблюдения показывают, что коричневые карлики часто обладают протопланетными дисками, состоящими из газа и пыли. Исследования этих дисков могут дать важные подсказки о формировании планетных систем. Однако химия дисков БК остаётся в значительной степени неисследованной, в основном из-за их слабой светимости.
Cha Hα 1: характеристики и наблюдения
Chamaeleon Hα 1, или Cha Hα 1, — это коричневый карлик спектрального типа M7.5, с эффективной температурой 2 805 К и массой около 0,04–0,05 массы Солнца. Коричневый карлик является членом южного звездообразующего региона Chamaeleon I на расстоянии 625 световых лет, возраст которого оценивается в 1,4–2,4 миллиона лет.
Предыдущие наблюдения Cha Hα 1 показали, что у него есть оптически толстый, вздымающийся протопланетный диск. Однако о свойствах этого диска и его химическом составе известно очень мало.
Команда астрономов под руководством Марии Моралес-Кальдерон из Испанского центра астробиологии в Мадриде использовала прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) на борту JWST для исследования Cha Hα 1 и его диска. MIRI позволил им изучить внутреннюю, плотную и тёплую область диска, где могут формироваться небольшие планеты.
Результаты наблюдений
Наблюдения показали, что диск Cha Hα 1 содержит множество углеводородов, включая ацетилен, метан, этилен, диацетилен, этан или бензол. В целом результаты указывают на присутствие 12 углеродсодержащих молекул в диске.
Собранные данные указывают на то, что наряду со всеми углеводородами в диске присутствует тёплая вода. Также были идентифицированы углекислый газ, молекулярный водород и цианистый водород, но монооксид углерода и гидроксильные радикалы в спектре оказались отсутствуют.
Астрономы отмечают, что углеводороды в диске демонстрируют температуры от 225 до 450 К, что предполагает их происхождение из общего резервуара. Изображения показывают, что пыль в диске представлена преимущественно крупными (около 4 мкм в размере) аморфными силикатами. Результаты предполагают, что рост зёрен начался около 1,5 миллиона лет назад.
Подводя итог новым открытиям, авторы статьи заключают, что диск Cha Hα 1 может переходить от очень молодого, богатого водой, к более развитому, с высоким соотношением углерода к кислороду. Они подчёркивают, что этот диск демонстрирует наиболее разнообразную химию, наблюдаемую на сегодняшний день в протопланетных дисках коричневых карликов.
«Богатая молекулярная среда предоставляет уникальную возможность проверить наше понимание химии дисков и её влияния на потенциальное формирование планет. Получение представления о резервуарах обнаруженных молекул может дополнительно прояснить состав будущих планет, формирующихся вокруг коричневых карликов», — пишут учёные.