Телескопът Хъбъл намира субзвездни предмети в мъглявината Орион

Астрономите, използващи космическия телескоп Хъбъл, надникнаха в мъглявината Орион - добре известна фабрика за звезди в нашата галактика - и откриха най-голямата популация от кафяви джуджета - обекти, които са по-масивни от планетите, но не блестят както звездите. Изображение чрез HubbleSite

Астрономите казаха на 11 януари 2018 г., че са използвали космическия телескоп Хъбъл, за да намерят най-голямата известна популация от кафяви джуджета, поръсени сред новородени звезди. И къде другаде би била тази популация от обекти, освен мъглявината Орион, онази близка известна фабрика за звезди в космоса? Мъглявината Орион е почти уникална в нашето небе, тъй като е сравнително наблизо (само 1350 светлинни години) и изключително активна в звездното образуване. Разглеждайки околностите на тези звезди, изследователите не само откриха няколко спътници с кафяво джудже с много малка маса, но и три гигантски планети. Те дори намериха пример за двоични планети, където две планети обикалят една около друга в отсъствие на родителска звезда.

Кафявите джуджета са много интересни хибриди на звездна планета. Те са по-масивни от това, което обикновено наричаме планета, но не са достатъчно масивни, за да имат достатъчно вътрешно налягане, за да разпалят термоядрен синтез в своите ядра и по този начин да блестят както звездите. НАСА каза:

Вместо това кафявите джуджета се охлаждат и избледняват с напредване на възрастта. Въпреки ниската си маса, кафявите джуджета дават важни улики за разбирането на това как се образуват звезди и планети и може да са сред най-често срещаните обекти в нашата галактика Млечен път.

Не много отдавна не знаехме, че съществуват кафяви джуджета. Поради тяхната слабост и студ спрямо звездите, те все още са трудни за изучаване. Тези астрономи използваха телескопа Хъбъл, за да идентифицират кафяви джуджета по наличието на вода в техните атмосфери. Ръководителят на екипа Масимо Роберто от Института за космически телескопи в Балтимор, Мериленд каза в изявление на НАСА:

Те са толкова студени, че се образуват водни пари. Водата е подпис на подзвездни обекти. Това е невероятна и много ясна марка. Тъй като масите стават все по-малки, звездите стават по-червени и по-бледи и трябва да ги видите в инфрачервения. А в инфрачервената светлина най-забележимата характеристика е водата.

Но НАСА каза:

... горещата водна пара в атмосферата на кафявите джуджета не може да бъде лесно видима от земната повърхност поради поглъщащите ефекти на водната пара в нашата собствена атмосфера. За щастие Хъбъл е над атмосферата и има близко инфрачервено зрение, което лесно може да забележи водата в далечните светове.

Екипът на Хъбъл идентифицира 1200 кандидат-червени звезди. Те открили, че звездите се разделят на две различни популации: тези с вода и тези без. Светлите с вода бяха потвърдени като бледи червени джуджета. Множеството от богати на вода, свободно плаващи кафяви джуджета и планети в мъглявината Орион са нови открития. Бяха открити и много звезди без вода и това са фонови звезди в Млечния път. Светлината им се зачервява при преминаване през междузвезден прах и следователно не е от значение за изследването на екипа.

НАСА каза, че екипът също търси по-бедни, бинарни спътници на тези 1200 червеникави звезди:

Тъй като те са толкова близо до основните си звезди, тези спътници са почти невъзможни за откриване с помощта на стандартни методи за наблюдение. Но използвайки уникална техника за образна диагностика с висок контраст, разработена от Лоран Пуей от Научния институт за космически телескопи, астрономите успяха да разрешат слаби образи на голям брой кандидат-спътници.

Този първи анализ не позволи на астрономите на Хъбъл да определят дали тези обекти обикалят около оркестъра на по-ярката звезда или дали близостта им в образа на Хъбъл е резултат от изравняване на случайността. В резултат на това те засега са класифицирани като кандидати. Въпреки това, наличието на вода в атмосферата им показва, че повечето от тях не могат да бъдат неправилно подравнени звезди на галактическия фон и следователно трябва да са кафяви джуджета или другари на екзопланети.

Общо екипът намери 17 кандидати за кафяви джуджета до звезди на червено джудже, една двойка кафяво джудже и едно кафяво джудже с планетен спътник. Проучването също така идентифицира три потенциални спътници на масата на планетата: един, свързан с червено джудже, един с кафяво джудже и един с друга планета. Пуей каза:

Експериментирахме с метод, висококонтрастен след обработка на изображения, на който астрономите разчитат от години. Обикновено го използваме, за да търсим много слаби планети в непосредствена близост до близките звезди, като старателно ги наблюдаваме една по една.

Този път наоколо решихме да комбинираме нашите алгоритми с ултра стабилността на Хъбъл, за да проверим близостта на стотици много млади звезди при всяка отделна експозиция, получена от проучването на Орион. Оказва се, че дори и да не достигнем най-дълбоката чувствителност към една-единствена звезда, чистият обем на нашата извадка ни позволи да получим безпрецедентна статистическа снимка на млади екзопланети и кафяви спътници-джуджета в Орион.

Комбинирайки двете уникални техники, изобразяване във водните филтри и обработка на изображения с висок контраст, проучването предостави безпристрастна извадка от новообразувани източници с ниска маса, разпръснати в полето и спътници на други обекти с ниска маса. Масимо Роберто коментира:

Можем да преработим целия архив на Хъбъл и да се опитаме да намерим бижута там.

Вижте по-големи. | Това изображение показва централната част на мъглявината Орион, измерваща приблизително 4 на 3 светлинни години. Всеки символ идентифицира двойка обекти, разглеждани като единична точка светлина в центъра на символа. По-дебелият вътрешен кръг представлява първичното тяло, а по-тънкият външен кръг показва спътника. Червеното означава планета; оранжево кафяво джудже; и жълта звезда. В съседство с всеки символ е двойка изображения на Хъбъл. Картината вляво е оригиналното изображение на първичния и спътника. Изображението вляво показва само придружителя, като основният обект се изважда цифрово чрез специална техника за обработка на изображения, която разделя образите на обектите на двоични двойки. Изображение чрез HubbleSite

Долен ред: Астрономите, използващи космическия телескоп Хъбъл - гледайки към мъглявината Орион - откриха най-голямата популация от кафяви джуджета и други субзвездни обекти.

Чрез HubbleSite