Впервые в истории астрономы обнаружили силан в атмосфере древнего коричневого карлика. Эта молекула играет важную роль в образовании облаков в атмосферах газовых гигантов, но на протяжении десятилетий ее не удавалось обнаружить на таких планетах как Юпитер и Сатурн.
Коричневые карлики занимают промежуточное положение между газовыми гигантами и звездами. В их недрах могут идти некоторые термоядерные реакции, но их массы недостаточно для горения водорода, как это происходит на Солнце. Из-за этого их часто называют неудачливыми звездами.
Одним из наиболее необычных объектов подобного класса является WISE 1534−1043, также известный под неформальным прозвищем Несчастный случай. Он расположен на расстоянии 50 световых лет от Земли, его возраст оценивается в 10−12 млрд лет. Это означает, что WISE 1534−1043 образовался в то время, когда Вселенная состояла в основном из водорода и гелия с незначительным количеством других элементов, в том числе кремния.
Благодаря своим необычным свойствам WISE 1534−1043 долго ускользал от внимания ученых. Карлик был обнаружен лишь в 2020 году в рамках проекта гражданской науки Backyard Worlds: Planet 9. Его странный световой профиль заинтересовал астрономов, поэтому они обратились к двум мощнейшим обсерваториям, чтобы заглянуть в его атмосферу и лучше понять его природу и состав. Речь о наземном телескопе Gemini South и находящемся в космосе James Webb (JWST).
Наблюдения преподнесли сюрприз. В атмосфере коричневого карлика были найдены убедительные признаки наличия химического соединения силана — кремния, связанного с четырьмя атомами водорода. Ученые давно предсказывали, что эта молекула существует в газовых гигантах и играет важную роль в образовании облаков в их атмосферах. Но, несмотря на десятилетия поисков, ее не удавалось обнаружить ни в атмосферах газовых гигантов нашей Солнечной системы, ни в тысячах атмосфер коричневых карликов и экзопланет. WISE 1534−1043 — первый объект, где силан удалось найти.
Наличие силана в атмосфере WISE 1534−1043 предполагает, что в очень старых телах кремний может соединяться с водородом, образуя легкую молекулу, которая может достигать верхних слоев атмосферы газового гиганта. Но в объектах, образовавшихся позже, таких как Юпитер и Сатурн, кремний соединяется с более доступным кислородом, образуя более тяжелые молекулы, которые опускаются глубоко под поверхностные слои атмосферы, где телескопы уже не могут их обнаружить.
Открытие силана играет важную роль, ибо оно подтверждает понимание астрономов о том, как формируются облака на газовых гигантах, и дают важную информацию о том, как изначальные условия окружающей среды могут повлиять на состав атмосферы планеты. Кроме того, они показывают, как мир, сформировавшийся на заре Вселенной, может радикально отличаться от мира, сформировавшегося в эпоху нашей Солнечной системы.
Ранее мы рассказывали о том, как астрономы нашли диск из углеводородов вокруг коричневого карлика.
По материалам NOIRLab
