Уперше в історії астрономи виявили силан в атмосфері стародавнього коричневого карлика. Ця молекула відіграє важливу роль в утворенні хмар в атмосферах газових гігантів, але протягом десятиліть її не вдавалося виявити на таких планетах як Юпітер і Сатурн.
Коричневі карлики займають проміжне положення між газовими гігантами та зорями. У їхніх надрах можуть іти деякі термоядерні реакції, але їхньої маси недостатньо для горіння водню, як це відбувається на Сонці. Через це їх часто називають невдалими зорями.
Одним із найбільш незвичайних об’єктів подібного класу є WISE 1534-1043, також відомий під неформальним прізвиськом Нещасний випадок. Він розташований на відстані 50 світлових років від Землі, його вік оцінюється в 10−12 млрд років. Це означає, що WISE 1534−1043 утворився в той час, коли Всесвіт складався в основному з водню і гелію з незначною кількістю інших елементів, зокрема кремнію.
Завдяки своїм незвичайним властивостям WISE 1534−1043 довго вислизав від уваги вчених. Карлик був виявлений лише 2020 року в межах проєкту цивільної науки Backyard Worlds: Planet 9. Його дивний світловий профіль зацікавив астрономів, тож вони звернулися до двох найпотужніших обсерваторій, щоб зазирнути в його атмосферу і краще зрозуміти його природу та склад. Йдеться про наземний телескоп Gemini South і James Webb (JWST), який перебуває в космосі.
Спостереження піднесли сюрприз. В атмосфері коричневого карлика було знайдено переконливі ознаки наявності хімічної сполуки силана — кремнію, пов’язаного з чотирма атомами водню. Вчені давно передбачали, що ця молекула існує в газових гігантах і відіграє важливу роль в утворенні хмар у їхніх атмосферах. Але, попри десятиліття пошуків, її не вдавалося виявити ні в атмосферах газових гігантів нашої Сонячної системи, ні в тисячах атмосфер коричневих карликів і екзопланет. WISE 1534−1043 — перший об’єкт, де силан вдалося знайти.
Наявність силану в атмосфері WISE 1534−1043 передбачає, що в дуже старих тілах кремній може з’єднуватися з воднем, утворюючи легку молекулу, яка може досягати верхніх шарів атмосфери газового гіганта. Але в об’єктах, що утворилися пізніше, таких як Юпітер і Сатурн, кремній з’єднується з більш доступним киснем, утворюючи важчі молекули, які опускаються глибоко під поверхневі шари атмосфери, де телескопи вже не можуть їх виявити.
Відкриття силана відіграє важливу роль, бо воно підтверджує розуміння астрономів про те, як формуються хмари на газових гігантах, і дає важливу інформацію про те, як початкові умови навколишнього середовища можуть вплинути на склад атмосфери планети. Крім того, вони показують, як світ, що сформувався на зорі Всесвіту, може радикально відрізнятися від світу, що сформувався в епоху нашої Сонячної системи.
Раніше ми розповідали про те, як астрономи знайшли диск із вуглеводнів навколо коричневого карлика.
За матеріалами NOIRLab
