Коричневые карлики долго оставались предметом спора среди астрономов. Несмотря на то, что они обладают несколькими свойственными для звезд характеристиками, эти космические тела лишены некоторых фундаментальных свойств, которые позволяли бы классифицировать их как звезды. Они маленькие, холодные и излучают мало света. Это навело ученых на мнение о том, что они скорее являются планетами, нежели обычными разбросанными по всей Вселенной светящимися шарами раскаленной плазмы.
Новое наблюдение ученых только добавляет в копилку мнения о «планетарной» природе этих космических объектов. Впервые за всю историю астрономии, ученые смогли наблюдать мощное полярное сияние над коричневым карликом, расположенным примерно в 20 световых годах от Земли. Опубликованная на днях в журнале Nature статья рассказывает о том, что исследователи использовали радио- и оптический телескопы для наблюдения за полярным сиянием, аналогичное нашему земному северному сиянию, на магнитных полях коричневого карлика. Так как полярное сияние наблюдалось до этого только на планетах, это открытие может указывать на то, что коричневые карлики являются скорее гигантскими планетами, нежели звездами.
Коричневые карлики излучают свет, как это делают другие звезды, однако на этом их схожесть со звездами заканчивается. Свет, который они излучают, настолько тусклый, что наблюдать его можно только в инфракрасном спектре. Кроме того, эти космические тела относительно холодные, по сравнению с другими типами звезд. Их температура варьируется от 1026 градусов Цельсия до температуры домашней кухонной духовки. Но что больше всего приводит в замешательство астрономов, так это то, насколько малы эти звезды — они всего в 15-75 раз больше Юпитера. По сравнению с нашей планетой, они, конечно же, могут казаться огромными, однако автор последнего научного исследования Грегг Холлинен говорит, что на общем звездном фоне их можно назвать настоящими крохами.
«Большой размер и масса позволяют звезде поддерживать термоядерную реакцию», — рассказывает Холлинен, профессор астрономии Калифорнийского технологического института.
«Коричные карлики не обладают достаточной массой для сжигания всего своего водорода за весь свой жизненный цикл. Они как неудавшиеся звезды. Поэтому логичнее всего задаться вопросом: может быть, коричневые карлики являются скорее планетами, чем звездами?»
Одним из возможных вариантов ответа на этот вопрос, по мнению ученых, может предоставить наблюдение за магнитной активностью коричневых карликов. Поведение магнитных полей звезд и планет полностью отличается друг от друга. Магнитное поле нашего Солнца, например, помогает нагревать внешнюю атмосферу звезды до очень высокой температуры, что приводит к появлению солнечных пятен, вспышек и солнечного ветра. Магнитное поле Земли, в свою очередь, ведет себя скорее как щит, уберегающий нас от всей этой солнечной активности. Когда заряженные частицы солнечного ветра ударяются в магнитное поле Земли, они перенаправляются к магнитным полюсам планеты и, взаимодействуя с верхними слоями Земли, начинают светиться зеленым и синим полярным сиянием.
У Юпитера тоже есть свое полярное сияние
У всех планет внутри нашей Солнечной системы, обладающих магнитным полем, наблюдаются и полярные сияния, поэтому Холлинен и другие исследователи считают, что если рассматривать коричневые карлики как планеты, то и у них должно быть полярное сияние.
Чтобы это выяснить, Холлинен и его команда ученых решила понаблюдать за коричневым карликом LSRJ 1835+3259. Ранее Холлинен обнаружил, что этот карлик пульсирует, посылая радиоволны каждые несколько часов. Такой уровень активности ранее не наблюдался даже у более крупных звезд, но нечто похожее наблюдалось с Юпитером. Когда Юпитер каждые 10 часов совершат оборот вокруг своей оси, он выбрасывает радиоволны и в то же время на его полюсах появляется полярное сияние. Ученые предположили, что то же самое происходит и с коричневым карликом.
Для проверки своих догадок и сбора информации о радиовыбросах и оптических данных о карлике LSRJ 1835+3259 исследователи использовали телескопы VLA (Сверхбольшая антенная решетка) Национальной радиоастрономической обсерватории, а также телескоп Хейла и телескопы обсерватории Кека. Наблюдение показало, что каждый раз, как LSRJ 1835+3259 совершал один оборот вокруг своей оси (каждые 2,84 часа), он излучал радиоволны, а возле поверхности карлика образовалось полярное сияние.
«В случае с коричневым карликом, полярное сияние было настолько сильным, что мы ничего подобного в нашей Солнечной системе никогда не видели», — говорит Холлинен.
«Полярное сияние Юпитера в 1000 раз более мощное, чем на Земле. Что касается коричневого карлика, то его полярное синие было мощнее юпитерианского по крайней мере в 10 000 раз. При этом цвета сияния были более разнообразными: помимо зеленого и синего свечения, присутствовало красное».
Что же касается источника этого полярного сияния, то, по мнению ученых, его причиной может являться комбинация быстрого вращения карлика, а также активность планеты, которая вокруг него оборачивается, «выплевывая» заряженные частицы в магнитное поле объекта.
«Есть вероятность, что речь идет о некоем «двойнике Ио», — объясняет Джонатан Николс, ведущий специалист по полярным сияниям из Университета Лестера, не принимавший участия в исследовании.
«Ио является очень активной вулканической луной, находящейся глубоко внутри магнитного поля родного Юпитера. Сочетание быстрого вращения планеты и вулканической природы Ио приводит к радиовыбросам Юпитера и образованию над ним полярных сияний».
В общем и целом Николс тоже разделяет энтузиазм ученых, проводивших недавнее исследование, и говорит, что открытие является весомым аргументом в пользу того, что коричневые карлики скорее ближе к планетам, а не к звездам. Это такие «поджаренные Юпитеры».
«Обычно люди привыкли считать, что коричневые карлики являются неудавшимися звездами», — говорит Николс.
«Я же в свою очередь предпочитаю думать, что они скорее относятся к состоявшимся планетам, и последнее открытие ясно указывает именно на планетарное поведения этих объектов».
