Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в области IC 348 самые легкие коричневые карлики из известных — их масса всего вдвое больше Юпитера, и это не вписывается в текущие теории.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» снова подкинул астрономам головную боль. На этот раз — в хорошем смысле. Наблюдения области звездообразования IC 348 в созвездии Персея выявили коричневые карлики с массой всего в две массы Юпитера. Это примерно 0,19% от массы Солнца. Самые легкие объекты такого рода из когда-либо зарегистрированных. И их существование ставит под вопрос то, как мы представляем себе рождение звезд.
IC 348 — область, расположенная примерно в тысяче световых лет от Земли. Там холодные облака молекулярного водорода коллапсируют, создавая объекты самого разного масштаба. От массивных звезд, которые рванут сверхновой через несколько миллионов лет, до маленьких долгоживущих светил. Нижняя граница известна: чтобы в ядре запустилось устойчивое горение водорода, объект должен весить не менее 8% массы Солнца. Все, что легче, попадает в категорию коричневых карликов. Они формируются как звезды, но термоядерную реакцию так и не зажигают.
Что показали новые наблюдения
Вопрос о том, насколько легким может быть продукт звездообразования, оставался открытым. Первый заход «Джеймса Уэбба» в IC 348 в 2022 году дал кандидатов с массами в 3–4 массы Юпитера. Тогда это казалось пределом. Теперь та же научная группа провела куда более глубокий обзор.
В 2024 году камера NIRCam сняла панораму области в ближнем инфракрасном диапазоне, зафиксировав излучение молодых коричневых карликов и новорожденных звезд. По цветам и блеску отобрали кандидатов. А в 2025 году спектрограф NIRSpec провел спектроскопию для определения массы. Результат — коричневые карлики массой всего в две массы Юпитера. Это не просто новый рекорд. Это вызов моделям, которые до сих пор не предсказывали формирование столь легких объектов через коллапс молекулярных облаков.
Сюрприз с диском
Один из рекордно легких карликов преподнес отдельный подарок. В его спектре обнаружились признаки околозвездного диска. Это значит, что вокруг объекта планетной массы могут формироваться планеты. Ситуация необычная: спутниковая система рождается вокруг тела, которое само едва отличается от планеты-гиганта. Масса коричневых карликов в этом случае настолько мала, что грань между «несостоявшейся звездой» и свободно летящей планетой размывается окончательно.
Углеводородная загадка
Еще одна деталь, замеченная при анализе спектров, — особенность, приписанная углеводородам. Молекулам, состоящим только из углерода и водорода. Ранее ее регистрировали исключительно в атмосферах самых легких коричневых карликов. Теперь, с появлением новой выборки рекордно малых масс, авторы предполагают, что такие объекты могут образовывать собственный спектральный класс. Группу на стыке планет-гигантов и коричневых карликов, которую прежде не предсказывала ни одна теория.
Что еще видно на снимке
Панорама IC 348 интересна и сама по себе. Это одно из крупнейших изображений, опубликованных «Джеймсом Уэббом». В правом верхнем углу кадра — плотная группа протозвезд, многие из которых окружены объектами Хербига — Аро. Светящимися областями, возникающими там, где джеты растущих звезд врезаются в окружающий газ и пыль. Горизонтально вытянутый узкий объект в этом же углу — HH 797, двойная протозвезда с почти параллельными истечениями. Чуть правее виден объект HH 211 с узкими джетами и широкими выбросами.
Данные получены в рамках программы наблюдений «Джеймса Уэбба» № 4866. Помимо поиска самых легких продуктов звездообразования, целями программы заявлены сравнение населенности объектов планетарной массы в разных областях звездообразования и выяснение природы углеводородной спектральной особенности у наименее массивных коричневых карликов.
Пока это фундаментальная наука. Но именно из таких странных результатов потом вырастают теории, которые переворачивают представления о Вселенной. Коричневые карлики масса которых всего в два Юпитера — это не аномалия. Это новая граница, которую астрономам только предстоит осмыслить.