Астрономы изучили атмосферу холодного коричневого карлика

Коричневые карлики — это субзвездные объекты, которые недостаточно массивны, чтобы поддерживать ядерный синтез обычного водорода в гелий в своих ядрах, в отличие от звезд главной последовательности. Вместо этого они имеют массу между самыми массивными газовыми планетами-гигантами и наименее массивными звездами, примерно в 13–80 раз больше, чем у Юпитера. При этом коричневые карлики могут сплавлять дейтерий в своих ядрах, а самые массивные из них могут сплавлять литий.

С помощью космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) астрономы наблюдали близлежащий холодный коричневый карлик, обозначенный как WISEPA J182831.08+265037.8 (или сокращенно WISE 1828). Наблюдения дали важную информацию о составе атмосферы этого объекта.

Один подкласс коричневых карликов (с эффективной температурой ниже 500 К) известен как Y-карлики и представляет собой самые холодные и наименее светящиеся субзвездные объекты, обнаруженные на данный момент.

WISE 1828, расположенный в 32 световых годах от Земли, представляет собой коричневый карлик типа Y. Предыдущие наблюдения показали, что он имеет радиус, аналогичный радиусу Юпитера, а его масса оценивается примерно в 10 масс Юпитера. Было обнаружено, что эффективная температура этого коричневого карлика равна 378 К.

Группа астрономов провела углубленное исследование атмосферы WISE 1828. Для этой цели они использовали спектрограф ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRSpec).

В результате наблюдений в атмосфере WISE 1828 были обнаружены вода, окись углерода, диоксид углерода, метан, аммиак и сероводород. Авторы статьи отметили, что их исследование знаменует собой первое измерение содержания сероводорода в атмосфере Y-карлика.

Исследование показало, что WISE 1828 имеет соотношение содержания кислорода и водорода, серы и водорода выше солнечного. По оценкам, соотношение содержания азота по отношению к водороду, вероятно, было близким к солнечному. Результаты также предполагают содержание метана-d1 ниже номинального.

Используя два взаимодополняющих инструмента моделирования атмосферы, исследователям удалось измерить металличность и соотношение содержания углерода и кислорода в атмосфере WISE 1828. Одна модель указывает на металличность на уровне 0,3 dex, а другая указывает на металличность -0,57 dex. Отношения содержания углерода и кислорода в соответствии с этими двумя моделями близки и составляют около 0,46 и 0,43 dex соответственно.

Модели позволили команде также рассчитать радиус и эффективную температуру WISE 1828. Одна модель предполагает 1,23 радиуса Юпитера и 534 К, тогда как согласно другой, он меньше и холоднее — 1,03 радиуса Юпитера и 425 К.

Результаты были опубликованы на сервере препринтов arXiv.