Международная исследовательская группа под руководством Бернского университета обнаружила экзотическую двойную систему, состоящую из двух молодых планетоподобных объектов, вращающихся вокруг друг друга с очень большого расстояния. Хотя эти объекты выглядят как гигантские экзопланеты, они образовались так же, как и звезды, что доказывает, что механизмы, управляющие звездообразованием, могут создавать планеты-изгои в необычных системах, лишенных Солнца.
Процессы звездообразования иногда создают загадочные астрономические объекты, называемые коричневыми карликами, которые меньше и холоднее звезд, а в самых крайних случаях могут иметь массу и температуру, равные массе и температуре экзопланет. Как и звезды, коричневые карлики часто путешествуют в одиночестве в космосе, но их также можно увидеть в двойных системах, где два коричневых карлика вращаются вокруг друг друга и вместе путешествуют по галактике.
Исследователи под руководством Клеманс Фонтанив из Центра космоса и обитаемости (CSH) и NCCR PlanetS обнаружили любопытную беззвездную двойную систему коричневых карликов. Система CFHTWIR-Oph 98 (или для краткости Oph 98) состоит из двух очень маломассивных объектов Oph 98 A и Oph 98 B. Она расположена в 450 световых годах от Земли в звездной ассоциации Змееносец. Исследователи были удивлены тем фактом, что Oph 98 A и B вращаются друг вокруг друга с поразительно большого расстояния, примерно в 5 раз превышающего расстояние между Плутоном и Солнцем, что соответствует 200-кратному расстоянию между Землей и Солнцем. Исследование только что было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Эта пара является редким примером двух объектов, во многих отношениях похожих на планеты-гиганты за пределами солнечно системы, вращающихся вокруг друг друга без родительской звезды. Более массивный компонент, Oph 98 A, представляет собой молодой коричневый карлик с массой в 15 раз больше массы Юпитера , который находится почти точно на границе, отделяющей коричневые карлики от планет. Его спутник, Oph 98 B, всего в 8 раз тяжелее Юпитера.
Компоненты бинарных систем связаны невидимой связью, называемой гравитационной энергией связи, и эта связь становится сильнее, когда объекты становятся более массивными или ближе друг к другу. Обладая чрезвычайно низкими массами и очень большим разделением, Oph 98 имеет самую слабую энергию связи из всех известных на сегодняшний день двойных систем.
Открытие благодаря данным Hubble
Клеманс Фонтанив и ее коллеги обнаружили спутника Oph 98 A, используя изображения с космического телескопа Hubble. Коричневые карлики с малой массой очень холодные и излучают очень мало света, только через инфракрасное тепловое излучение. Это тепловое свечение очень слабое и красное, поэтому коричневые карлики видны только в инфракрасном свете. Кроме того, звездная ассоциация, в которой находится двойная система, Змееносец, заключена в плотное пыльное облако, которое рассеивает видимый свет. Инфракрасные наблюдения — единственный способ увидеть сквозь эту пыль. Для обнаружения такой системы, как Oph 98, также требуется камера с очень высоким разрешением, поскольку угол, разделяющий Oph 98 A и B, в тысячу раз меньше, чем размер луны в небе. Космический телескоп Hubble — один из немногих телескопов, способных наблюдать такие тусклые объекты, как эти коричневые карлики, и разрешать такие узкие углы.
Поскольку коричневые карлики достаточно холодны, в их атмосферах образуется водяной пар, создавая заметные особенности в инфракрасном диапазоне, которые обычно используются для идентификации коричневых карликов. Однако эти водные следы нелегко обнаружить с поверхности Земли. Hubble, расположенный над атмосферой в космическом вакууме, позволяет исследовать наличие водяного пара в астрономических объектах. Команда также нашла изображения, на которых была видна двойная система, полученные 14 лет назад с помощью телескопа Канада-Франция-Гавайи (CFHT) на Гавайях.
Двойная система Oph 98 сформировалась всего 3 миллиона лет назад в соседнем звездном питомнике Змееносца, что сделало ее новорожденным в астрономических масштабах времени. Возраст системы намного короче, чем типичное время, необходимое для построения планет. Коричневые карлики, подобные Oph 98 A, образуются по тем же механизмам, что и звезды.
Несмотря на то, что Oph 98 B является подходящим размером для планеты, хозяин Oph 98 A слишком мал, чтобы иметь достаточно большой резервуар материала, чтобы построить такую большую планету. Это говорит нам о том, что Oph 98 B, как и его хозяин, должен быть сформирован с помощью тех же механизмов, которые производят звезды, и показывает, что процессы, которые создают двойные звезды, действуют в уменьшенных версиях вплоть до этих планетных масс.
