Випадково знайдений і тому так названий коричневий карлик WISE 1534−1043 довго непокоїв вчених: залежно від довжин хвиль телескопів його відносили до холодних і старих чи гарячих і молодих. Але у новій статті, опублікованій у The Astrophysical Journal Letters, американські астрономи врешті визначилися з тим, куди віднести «Нещасний випадок». Найімовірніше він є дуже старим субкарликом, який через свій вік значно відрізняється від родичів хімічним складом, і тому довго не міг зайняти своє місце у класифікації космічних об'єктів.
Як має виглядати ультрахолодний старий коричневий карлик на думку художника. IPAC / Caltech
Як заслужити на ім'я «Нещасний випадок»?
Між зорями та планетами-гігантами у класифікації космічних тіл розмістилися коричневі карлики — недостатньо масивні, щоб запустити термоядерні реакції з воднем, але достатньо, щоб зберігати горіння дейтерію. Це такі собі зорі, що не вдалися, які повільно остигатимуть і стискатимуться, ніколи не потрапивши на головну послідовність. З віком коричневі карлики не лише холонуть, а і втрачають і без того невисоку яскравість, тож старих карликів, які випромінюють світла не більше, ніж на п'ять мікрометрів, ми знаємо лише п'ятдесят. Це найхолодніші з них — Y-карлики — температури яких не перевищують 450 кельвінів.
«Нещасний випадок» (The Accident) або офіційно WISE 1534−1043 відшукав астроном-любитель Ден Каселден (Dan Caselden), коли аналізував дані телескопа WISE, що з 2009 року досліджує небо в інфрачервоному спектрі. Саме інфрачервоні огляди неба допомогли знайти найбільшу кількість з відомих нам коричневих карликів, адже через холодність випромінюють вони у цьому діапазоні. Але таку голосну назву об'єкт отримав не через випадковість відкриття.
Маршрут «Нещасного випадку», через який Каселден і звернув на нього увагу. Тоді ще було незрозуміло, наскільки цікавим виявиться це тіло. NASA / JPL-Caltech / Dan Caselden
Що з «Нещасним випадком» не так?
Як ми вже згадали, з віком коричневі карлики остигають, тож їхня яскравість очікувано змінюється. Втім, «Нещасний випадок» збив вчених з пантелику, бо якщо на деяких довжинах хвиль був очікувано тьмяним і холодним, то на деяких більш яскравим і відповідно теплим. Ні, коричневим карликам не заборонено бути яскравими і теплими — для них існує аж чотири спектральні класи, деякі з яких вони навіть поділяють з маломасивними зорями. Однак, «Нещасний випадок» не може бути одночасно молодим і гарячим та вже старим і тьмяним, як його бачать різні телескопи. Згодом з'ясувалося, що він ще і надзвичайно швидкий — рухається зі швидкістю близько 800 тисяч кілометрів на годину десь на відстані 50 світлових років від Землі. Це набагато швидше, ніж всі інші відомі коричневі карлики, що так сильно наблизилися до нас. Такого прискорення йому могли надати лише багаторазові зустрічі із масивними об'єктами, тож «Нещасному випадку» має бути достатньо років. Унікальне положення та дивні характеристики значно ускладнюють визначення природи цього коричневого карлика, але астрономи з Каліфорнійського технологічного інституту за даними телескопів WISE, «Спітцера», «Габбла» і обсерваторії Кека запропонували кілька варіантів.
Чому він став субкарликом?
Новий аналіз показав, що найімовірніше «Нещасний випадок» — це дуже старий, віком від 10 до 13 мільярдів років, бідний на метал коричневий карлик, можливо, перший субкарлик Y-типу, з огляду на червоні кольори у спектрі та високу швидкість. На відсутність елементів, важчих за гелій і водень, вказує і вік карлика, і прозорість його атмосфери. Так, «Нещасний випадок» міг би бути, навпаки, дуже молодим маленьким коричневим карликом, адже має низьку гравітацію. Але тоді він не був би таким швидким, адже йому не вистачило б часу накопичити стільки енергії для прискорення. Також карлик може бути самотньою екзопланетою, яку відкинуло від своєї батьківської зорі. Але тоді у ньому мали б знайти важкі елементи, як це зазвичай буває у подібних за фотометричними характеристиками планет. І навіть якщо припустити, що «Нещасний випадок» є надзвичайно молодою викинутою планетою віком до десяти мільйонів років, він занадто тьмяний і масивний, що не дало б наблизитися на відстань 20 парсеків від Сонця.
Більше про «Нещасний випадок» зможе сказати космічний телескоп «Джеймс Вебб», який до речі вже готують до транспортування на космодром у Куру. Йому з його можливостями шукати такі незручні для оптики об'єкти буде набагато легше, і не доведеться чекати на транзит якогось із них, враховуючи, що коричневі карлики близ зір народжуватися не полюбляють.