SPHEREx измерил спектры 37 коричневых карликов и нашёл в их атмосферах воду и метан
В журнале The Astrophysical Journal вышел анализ спектров 37 коричневых карликов, снятых телескопом SPHEREx. В атмосферах видны вода, углекислый и угарный газ, метан. Облачные стадии современные модели описывают плохо.
Космический телескоп SPHEREx снял спектры 37 близких коричневых карликов. Анализ опубликовала в The Astrophysical Journal группа под руководством Зафара Рустамкулова из IPAC, научного центра и центра данных Калтеха. Выборка охватывает весь диапазон температур таких объектов, примерно от 2200 до −20 °C. SPHEREx измеряет яркость в 102 участках спектра, от самого глубокого красного света, различимого глазом, до инфракрасного. В спектрах авторы нашли признаки воды, углекислого газа, угарного газа и метана. Эти признаки заметно меняются от горячих карликов к холодным.
Коричневые карлики занимают промежуточное положение между звёздами и экзопланетами, их открыли в 1990-х годах. Они образуются из сжимающихся газовых облаков, как звёзды, но им не хватает массы для термоядерного горения водорода в недрах. В отличие от большинства планет, коричневые карлики не связаны с родительской звездой и греются только собственным теплом. С помощью космических телескопов подробно изучили лишь несколько десятков таких объектов, поэтому многое об их составе, бурях и эволюции пока известно только из теоретических моделей.
Облачные стадии плохо даются моделям
Часть карликов из выборки проходит стадию, когда облака в атмосфере редеют и она становится богатой метаном. По словам Рустамкулова, современные модели в целом воспроизводят химический тренд, но на этих облачных переходах плохо согласуются с данными. Даже при одинаковой температуре спектры двух карликов могут сильно различаться. Соавтор работы Дж. Дэви Киркпатрик из IPAC говорит, что команда уже обрабатывает тысячи других коричневых карликов, найденных телескопом.
SPHEREx запустили в марте 2025 года, миссией управляет Лаборатория реактивного движения NASA. Поиск коричневых карликов для телескопа — побочная задача. Он делает около 3600 снимков в сутки и собирает из них карту всего неба. Одна из задач миссии — составить карту распределения сотен миллионов галактик, чтобы понять, что происходило в первую миллиардную от триллионной от триллионной доли секунды после Большого взрыва. Некоторые длины волн, на которых наблюдает SPHEREx, с Земли почти недоступны, потому что их поглощает водяной пар в атмосфере. Коричневые карлики наблюдали и раньше, в том числе с помощью телескопов «Джеймс Уэбб» и «Спитцер». Но в этом диапазоне тысячи таких объектов впервые снимает SPHEREx. Данные миссии находятся в открытом доступе.