субзвёздные объекты
 

В 60-х годах прошлого века астрономы выдвинули предположение о возможном существовании гипотетических тел субзвёздной массы, которые нельзя было отнести к какому-либо известному классу. В литературе их называли как черные, бурые либо коричневые карлики. Постепенно последнее название прижилось и стало официальным. Долгое время все разговоры о них носили лишь теоретические рассуждения, пока наконец в 1995 году случилось первое подтверждённое открытие. Ввод в строй космических телескопов способствовал новым открытиям и на данный момент число открытых объектов превысило сотню и продолжает ускоренно расти.

Коричневые карлики нельзя отнести к маломассивным звёздам, так как их недра не поддерживают устойчивые термоядерные реакции, что в свою очередь приводит к недостаточному разогреву поверхности и невысокой температуре. С другой стороны, они слишком массивны, чтобы классифицироваться как обычные планеты. Основное количество таких небесных тел имеет от 13 до 75 масс Юпитера, что ставит их в промежуточное положение между звёздами и планетами. Ученые подметили важную особенность, которая присуща всем субзвёздным объектам, и помогает их выявлению с высокой точностью - наличие Лития с спектре излучения. В полновесных звёздах протекающие реакции термоядерного синтеза целиком сжигают этот легкий элемент, тогда как в коричневых карликах он сохраняется в неизменном виде.

Температура поверхности как правило колеблется от 700 до 2000К, что с учётом больших дистанций затрудняет поиск их в оптическом диапазоне. Решением проблемы стало наблюдение в инфракрасном спектре, где отмечается наиболее высокая светимость. Стоит отметить, что в отличие от звёзд главной последовательности, черпающих основную энергию на протяжении всего существования за счёт внутреннего синтеза, коричневые карлики получают тепло с исключительно момента зарождения. Аккреция газово-пылевого облака в компактных шар сопровождается интенсивным разогревом. После этого, на протяжении своей жизни карлик медленно остывает, излучая тепло в окружающее пространство. Чем больше исходной массы скопилось в момент зарождения, тем медленнее длится процесс остывания.

На сегодня самый близкий коричневый карлик обнаружен в 2006 году двойным 8-ми метровым телескопом Европейской обсерватории в Чили. Проведённые измерения показали рекордно низкое расстояние - до него всего 12 световых лет! Объект вращается вокруг тусклой звезды на удалении составляющем только 3 астрономические единицы. Анализ спектра выявил присутствие значительного количества метана в составе атмосферы, что стало возможным благодаря невысокой температуре.

Большое число открытых карликов позволило классифицировать их спектры в несколько главных категорий: L, T и Y. Прямую зависимость к принадлежности играет соотношение исходной массы к текущей температуре. Самые массивные своими параметрами вплотную приближаются к легким красным карликам спектрального класса M, а затем, по мере остывания, постепенно смещаются в категорию L и так далее. Совсем недавно были открыты ультрахолодные объекты, температура которых не превышает 400 градусов по Цельсию. Предполагается, что в Галактике может быть множество холодных и практически невидимых коричневых карликов, которые могли быть ответственными за дефицит скрытой массы во вселенной.

Субзвёздные объекты поставили перед астрономами много различных задач. Оказалось, что холодную атмосферу несостоявшейся звезды довольно сложно наблюдать. Присутствие в атмосфере большого количества пыли ставит трудную проблему, так как взвесь осажденных частиц не только подменяет состав наличных элементов, но и препятствует прямому теплообмену, затрудняя тем самым точное анализирование. Компьютерное моделирование с учетом взвешенной пыли предсказали мощный парниковый эффект. За счёт поглощения испускаемого излучения происходит разогрев верхних слоёв атмосферы и после конденсации пылинки начинают тонуть. Возможно, данный механизм влияет на формирование густых облаков, способствуя возникновению сверхмощных циклонов. Подобный шторм можно наблюдать на примере Юпитера - Большое Красное Пятно как раз представляет собой долгоживущий циклон наблюдаемый на протяжении уже трех столетий.

Сперва эта теория не нашла понимания в научных кругах. Однако три года назад эту идею возродили уже на космическом уровне. Теперь доказано, что ускоренный гравитационный коллапс межзвездного газа с низким содержанием пыли при определенных условиях способен зарождать самофокусирующиеся ударные волны, образующие в зонах столкновения волновых фронтов резкий локальный нагрев среды. Астрофизический журнал опубликовал работу, где показывается, что этот механизм способен обеспечить в недрах небольшого объекта до 400–500 тысяч К, что хватит для кратковременного запуска термоядерного синтеза. Если это объяснение найдёт подтверждение другими независимыми источниками, то существование ультрахолодных карликов станет окончательным фактом.