Используя телескоп James Webb, астрономы наблюдали молодой коричневый карлик, известный как Хамелеон Hα1. В результате они обнаружили, что диск вокруг этого коричневого карлика богат углеводородами.
Протопланетные диски вокруг коричневых карликов
Коричневые карлики (КК) — это субзвездные объекты между планетами и звездами, масса которых колеблется между 13 и 80 массами Юпитера (0,012 и 0,076 солнечных). Следовательно, они обладают недостаточной массой для поддержания термоядерного синтеза водорода, но достаточно, чтобы инициировать горение дейтерия.
Коричневые карлики часто имеют протопланетные диски, содержащие в своем составе газ и пыль. Изучение этих дисков может дать важнейшие подсказки о формировании планетарных систем. Однако химия дисков коричневых карликов остается в значительной степени не исследованной, главным образом из-за слабости.
Хамелеон Hα 1 представляет собой коричневый карлик спектрального типа M7.5 с эффективной температурой 2805 К и массой около 0.04–0.05 солнечных. Коричневый карлик является членом звездного формирования Хамелеон I Юг на расстоянии 625 световых лет, возраст которого оценивается в 1,4–2,4 млн лет.
Исследование с помощью телескопа James Webb
Предыдущие наблюдения Хамелеона Hα 1 обнаружили, что он содержит оптически плотный, расширенный протопланетный диск. Однако очень мало известно о свойствах этого диска и его химическом составе.
Именно поэтому команда астрономов во главе с Марией Моралес-Кальдерон из Испанского центра астробиологии в Мадриде (Испания) использовала среднеинфракрасный инструмент (MIRI) на борту JWST для исследования Хамелеон Hα 1 и его диска. MIRI позволил им исследовать внутреннюю, плотную и теплую область диска, где могут формироваться маленькие планеты.
Разнообразная химия протопланетного диска
Наблюдения обнаружили, что диск Хамелеон Hα 1 содержит множество углеводородов, включая ацетилен, метан, этилен, диацетилен, этан или бензол. В целом, результаты указывают на наличие 12 углеродсодержащих молекул в диске.
Собранные данные свидетельствуют о том, что теплая вода находится вместе со всеми углеводородами в диске. Также были обнаружены диоксид углерода, молекулярный водород и цианистый водород, но в спектре отсутствовали оксид углерода и гидроксильные радикалы.
Астрономы отмечают, что углеводороды в диске показывают температуры в диапазоне от 225 до 450 К, и это свидетельствует о том, что они происходят из общего резервуара. Изображения указывают на то, что в пылевом диске преобладают крупные (около 4 мкм в размере) аморфные силикаты. Полученные данные также показывают, что рост частиц начался примерно 1,5 млн лет назад.
Эволюция протопланетного диска Хамелеон Hα1
Подытоживая новые находки, ученые приходят к выводу, что диск Хамелеон Hα 1 может переходить от очень молодого, богатого водой, к более эволюционному, с высоким соотношением углерода к кислороду. Они подчеркивают, что этот диск демонстрирует самую разную химию, которую наблюдали до сих пор в протопланетном диске коричневого карлика.
Богатая молекулярная среда представляет собой уникальную возможность проверить наше понимание химии дисков и ее влияние на потенциальное формирование планет. Получение информации о резервуарах обнаруженных молекул может еще больше пролить свет на состав будущих планет, формирующихся вокруг коричневых карликов.
По материалам phys.org
