Германские астрономы установили очередной рекорд, отыскав самый древний из всех известных нам коричневых карликов - то есть объектов, занимающих промежуточное положение между звездами и планетами. "Старичок" находится в нашей Галактике, однако к галактическому диску не принадлежит.
Он входит в состав окружающего Галактику обширного гало.
Известно, что все спиральные галактики (а Млечный путь - это спиральная галактика) содержат не только сплюснутый диск с вздутием (так называемым балджем) в своей середине и спиральными ветвями из звезд и газа по краям, но и рассеянное сферическое гало, содержащее в основном старые звезды. И если Солнце считается типичным и ничем особо не выдающимся представителем звезд, обитающих на окраине диска и родившихся сравнительно поздно, то звезды гало, как правило, отличаются исключительной древностью и необычным составом: в них значительно меньше "металлов" (на жаргоне астрономов металлами принято называть все элементы тяжелее водорода и гелия), чем в Солнце и большинстве иных звезд, составляющих галактический диск. Звезды в галактических гало представляют собой второе поколение звезд, которое сформировалось в нашей Вселенной свыше 10 миллиардов лет назад, задолго до Солнечной системы (которой немногим более 4,5 миллиардов лет).
Хотя Солнце находится в галактическом диске, а не в гало, некоторые звезды гало мы все же можем наблюдать на довольно близком расстоянии - в тот момент, когда они пересекают плоскость диска (как правило, на больших скоростях). При этом большинство известных нам звезд гало входят в состав звездных объединений, именуемых шаровыми скоплениями, но за последнее время стало известно также и о многих одиночных звездах, не входящих ни в какие звездные ассоциации. Так, были обнаружены звезды гало с массами в диапазоне от 10 солнечных масс до нескольких десятых массы Солнца. Все это доказывает, что 10 миллиардов лет тому назад звездообразование ничем в принципе не отличалось от нынешней ситуации с формированием звезд в Галактике.
Древнейшие коричневые карлики, "недозвезды", родившиеся 10 миллиардов лет назад, кажутся весьма любопытными объектами, способными прояснить некоторые механизмы рождения звезд, однако изучению они поддаются с большим трудом. По-английски соответствующий термин звучит как ''''brown dwarf'''', на русский язык его переводят еще как "бурый карлик", но в действительности "бурый" или "коричневый" карлик излучает в основном в инфракрасном диапазоне.
Согласно новейшим теориям, коричневые карлики формируются почти таким же способом, как и "нормальные" звезды (за счет гравитационного коллапса скоплений холодного межзвездного газа и пыли), но по каким-то неясным пока причинам их рост заканчивается, когда масса объекта еще не превышает 7,5% от массы нашего Солнца (или 75 масс планеты Юпитер). Они оказываются ниже той границы, когда давление в звездном ядре позволит запустить реакции синтеза ядер гелия из водорода - источник энергии обычных звезд, подобных Солнцу. После краткой ранней фазы, когда сгорает некоторое количество дейтерия, оказавшегося в их составе, эти объекты просто постепенно гаснут, медленно теряя остатки тепла, запасенного при их рождении.
Существование коричневых карликов было предсказано около 40 лет назад, но первые такие объекты были обнаружены только в 1995 году. Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра очень близка по своим свойствам к коричневому карлику и когда-нибудь станет им, но пока у нее "хватает сил" поддерживать ядерные реакции водородного синтеза в своем чреве и гореть с "приличной" температурой в 3000 градусов. Ученые в настоящее время знают о сотнях молодых коричневых карликов, населяющих галактический диск и найденных в течение последнего десятка лет, однако кандидатов в коричневые карлики галактического гало при этом найдено лишь очень незначительное количество.
Елена Шильбах (Elena Schilbach) и Зигфрид Рёзер (Siegfried Roeser) из Астрономического центра Гейдельбергского университета (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg) и Ральф-Дитер Шольц (Ralf-Dieter Scholz) из Потсдамского астрофизического института (Astrophysical Institute Potsdam) проводили наблюдения этих кандидатов с помощью камеры Omega 2000at, установленной на 3,5-метровом телескопе обсерватории Калар Альто (Calar Alto Observatory, Испания) и работавшей в инфракрасном диапазоне. Цель данных наблюдений состояла в прямых измерениях расстояний до этих звезд (тригонометрическим методом путем многолетних наблюдений с разных сторон земной орбиты). Все это имело решающее значение для определения абсолютной звездной величины и природы объектов.
Для измерения расстояний выбранным методом необходимо, чтобы звезда была сравнительно близкой. В таком случае в ходе годичного движения Земли вокруг Солнца она будет описывать в небе среди "неподвижных" и еще более удаленных фоновых объектов типа галактик небольшие эллипсы. Это явление именуется годичным параллаксом. Нужно заметить, что даже у ближайших к нам звезд описываемые в небе эллипсы не превышают 1/1800 диаметра полной луны, а в случае с карликами-кандидатами Шильбах и ее сотрудники должны были проводить измерения с тысячекратно увеличенной точностью, примерно соответствующей размерам человека на Луне, видимого с Земли, и вести такие измерения на протяжении трех с половиной лет.
Как выяснилось, шесть из десяти изученных объектов действительно обладают удивительно малой степенью "металличности"; они содержат лишь 1/30 процентного содержания "металлов" нашего Солнца, ну а оставшиеся четыре звезды - примерно по 1/3. Наблюдавшаяся остаточная светимость этих "недозвезд" полностью согласуется с теоретическими предсказаниями для коричневых карликов, бедных металлами. При этом один из изученных объектов гало, 2MASS 1626+3925, обладает настолько слабой светимостью и настолько невысокой степенью "металличности", что вполне может считаться старейшим из всех известных коричневых карликов нашей Галактики.
Известно, что все спиральные галактики (а Млечный путь - это спиральная галактика) содержат не только сплюснутый диск с вздутием (так называемым балджем) в своей середине и спиральными ветвями из звезд и газа по краям, но и рассеянное сферическое гало, содержащее в основном старые звезды. И если Солнце считается типичным и ничем особо не выдающимся представителем звезд, обитающих на окраине диска и родившихся сравнительно поздно, то звезды гало, как правило, отличаются исключительной древностью и необычным составом: в них значительно меньше "металлов" (на жаргоне астрономов металлами принято называть все элементы тяжелее водорода и гелия), чем в Солнце и большинстве иных звезд, составляющих галактический диск. Звезды в галактических гало представляют собой второе поколение звезд, которое сформировалось в нашей Вселенной свыше 10 миллиардов лет назад, задолго до Солнечной системы (которой немногим более 4,5 миллиардов лет).
Хотя Солнце находится в галактическом диске, а не в гало, некоторые звезды гало мы все же можем наблюдать на довольно близком расстоянии - в тот момент, когда они пересекают плоскость диска (как правило, на больших скоростях). При этом большинство известных нам звезд гало входят в состав звездных объединений, именуемых шаровыми скоплениями, но за последнее время стало известно также и о многих одиночных звездах, не входящих ни в какие звездные ассоциации. Так, были обнаружены звезды гало с массами в диапазоне от 10 солнечных масс до нескольких десятых массы Солнца. Все это доказывает, что 10 миллиардов лет тому назад звездообразование ничем в принципе не отличалось от нынешней ситуации с формированием звезд в Галактике.
Древнейшие коричневые карлики, "недозвезды", родившиеся 10 миллиардов лет назад, кажутся весьма любопытными объектами, способными прояснить некоторые механизмы рождения звезд, однако изучению они поддаются с большим трудом. По-английски соответствующий термин звучит как ''''brown dwarf'''', на русский язык его переводят еще как "бурый карлик", но в действительности "бурый" или "коричневый" карлик излучает в основном в инфракрасном диапазоне.
Согласно новейшим теориям, коричневые карлики формируются почти таким же способом, как и "нормальные" звезды (за счет гравитационного коллапса скоплений холодного межзвездного газа и пыли), но по каким-то неясным пока причинам их рост заканчивается, когда масса объекта еще не превышает 7,5% от массы нашего Солнца (или 75 масс планеты Юпитер). Они оказываются ниже той границы, когда давление в звездном ядре позволит запустить реакции синтеза ядер гелия из водорода - источник энергии обычных звезд, подобных Солнцу. После краткой ранней фазы, когда сгорает некоторое количество дейтерия, оказавшегося в их составе, эти объекты просто постепенно гаснут, медленно теряя остатки тепла, запасенного при их рождении.
Существование коричневых карликов было предсказано около 40 лет назад, но первые такие объекты были обнаружены только в 1995 году. Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра очень близка по своим свойствам к коричневому карлику и когда-нибудь станет им, но пока у нее "хватает сил" поддерживать ядерные реакции водородного синтеза в своем чреве и гореть с "приличной" температурой в 3000 градусов. Ученые в настоящее время знают о сотнях молодых коричневых карликов, населяющих галактический диск и найденных в течение последнего десятка лет, однако кандидатов в коричневые карлики галактического гало при этом найдено лишь очень незначительное количество.
Елена Шильбах (Elena Schilbach) и Зигфрид Рёзер (Siegfried Roeser) из Астрономического центра Гейдельбергского университета (Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg) и Ральф-Дитер Шольц (Ralf-Dieter Scholz) из Потсдамского астрофизического института (Astrophysical Institute Potsdam) проводили наблюдения этих кандидатов с помощью камеры Omega 2000at, установленной на 3,5-метровом телескопе обсерватории Калар Альто (Calar Alto Observatory, Испания) и работавшей в инфракрасном диапазоне. Цель данных наблюдений состояла в прямых измерениях расстояний до этих звезд (тригонометрическим методом путем многолетних наблюдений с разных сторон земной орбиты). Все это имело решающее значение для определения абсолютной звездной величины и природы объектов.
Для измерения расстояний выбранным методом необходимо, чтобы звезда была сравнительно близкой. В таком случае в ходе годичного движения Земли вокруг Солнца она будет описывать в небе среди "неподвижных" и еще более удаленных фоновых объектов типа галактик небольшие эллипсы. Это явление именуется годичным параллаксом. Нужно заметить, что даже у ближайших к нам звезд описываемые в небе эллипсы не превышают 1/1800 диаметра полной луны, а в случае с карликами-кандидатами Шильбах и ее сотрудники должны были проводить измерения с тысячекратно увеличенной точностью, примерно соответствующей размерам человека на Луне, видимого с Земли, и вести такие измерения на протяжении трех с половиной лет.
Как выяснилось, шесть из десяти изученных объектов действительно обладают удивительно малой степенью "металличности"; они содержат лишь 1/30 процентного содержания "металлов" нашего Солнца, ну а оставшиеся четыре звезды - примерно по 1/3. Наблюдавшаяся остаточная светимость этих "недозвезд" полностью согласуется с теоретическими предсказаниями для коричневых карликов, бедных металлами. При этом один из изученных объектов гало, 2MASS 1626+3925, обладает настолько слабой светимостью и настолько невысокой степенью "металличности", что вполне может считаться старейшим из всех известных коричневых карликов нашей Галактики.
Обсуждения Коричневый карлик