По данным ESA, в области звездообразования IC 348 в созвездии Персея, на расстоянии около 1 000 световых лет от Земли, космический телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал коричневых карликов с минимальной задокументированной на сегодня массой — порядка двух масс Юпитера, или примерно 0,19% массы Солнца. Это нижняя граница диапазона, в котором объект ещё можно отнести к продукту звёздного механизма формирования, но при которой он практически неотличим от планеты-гиганта.
Граница между звездой и планетой
Коричневые карлики формируются тем же путём, что и звёзды: коллапс газового облака. Их масса, однако, недостаточна для устойчивого протекания реакции превращения водорода в гелий в ядре. Ещё в 2022 году «Уэбб» обнаружил в IC 348 объекты с массами 3–4 массы Юпитера. Новые, более глубокие наблюдения сместили нижнюю границу ещё на одну ступень — до двух масс Юпитера.
Физическая проблема в следующем. При такой массе гравитационная энергия, выделяемая при коллапсе, падает до значений, при которых стандартные модели предсказывают формирование планет-гигантов в протопланетных дисках, а не прямого сжатия облака в изолированный объект. По данным ESA, эти тела тем не менее сформировались именно по «звёздному» сценарию. Существование подобных объектов требует пересмотра нижнего предела массы в моделях звездообразования.
Атмосферы и диски
В спектрах наименьших карликов зафиксированы нехарактерные сигнатуры углеводородов. Исследователи не исключают, что столь маломассивные объекты придётся выделить в отдельный спектральный класс — L, T и Y не описывают их свойств полностью.
Дополнительная находка: вокруг одного из новых карликов обнаружены признаки околозвёздного диска — структуры, в которой при наличии достаточной массы могут формироваться планеты. Масса самого карлика при этом сопоставима с массами планет-гигантов Солнечной системы. ESA опубликовала составное изображение области, полученное камерой NIRCam: молодые звёзды, карлики, протозвёзды и джеты вещества, выброшенного новорождёнными объектами в окружающую газопылевую среду.
Что это меняет для моделей
Нижний порог массы для «звёздного» механизма формирования сдвинут вниз на фактор полтора относительно прежнего рекорда. Если объекты с массой в две массы Юпитера способны формироваться через прямой коллапс, граница между механизмами формирования звёзд и планет оказывается размытой сильнее, чем предполагалось.
Предел детектирования JWST в этом поле, по всей видимости, ещё не достигнут. Следующий шаг — статистика: распределение масс таких объектов в IC 348 и аналогичных областях. Отношение числа карликов с массой около двух масс Юпитера к числу более массивных покажет, является ли это значение физическим порогом коллапса или промежуточной точкой на шкале, уходящей ещё ниже — туда, где массу коричневого карлика от массы экзопланеты уже нельзя будет отличить по способу формирования, а только по составу и орбите.