«Уэбб» показал динамическую панораму звездообразования

Космический телескоп Джеймса Уэбба провел наблюдения за недалекой зоной звездообразования IC 348. Благодаря высокому разрешению телескопа удалось обнаружить крошечные коричневые карлики, масса некоторых из которых лишь вдвое превышает массу Юпитера, а также молодые звезды, испускающие мощные струи, врезающиеся в окружающий газ и пыль.

Об этом рассказывают в NASA, передают OstanniPodii.com.

Звездообразующая область IC 348 расположена всего в 1 000 световых лет в созвездии Персея. В таких областях, как IC 348, холодные облака молекулярного водорода коллапсируют, формируя новые звезды, что создает сияющие, скульптурные пейзажи, подобные этому. Процесс звездообразования может порождать самые разнообразные объекты — от массивных звезд, которые гибнут уже через несколько миллионов лет в результате взрывов сверхновых с коллапсом ядра, до самых маленьких и распространенных звезд, которые имеют долгий срок жизни и порождают мощные звездные бури.

Самые маленькие звезды имеют массу, составляющую примерно 8 процентов массы Солнца. Ниже этого предела по массе находится странный класс объектов, называемых коричневыми карликами. Коричневые карлики образуются так же, как и звезды, — в результате коллапса молекулярных облаков. Однако, в отличие от звёзд, ядра коричневых карликов никогда не нагреваются достаточно, чтобы осуществить термоядерный синтез обычного водорода в гелий (хотя в начале своего существования многие из них кратковременно синтезируют дейтерий, или тяжёлый водород).

Что до сих пор остаётся непонятным, и что исследователи надеялись выяснить, используя чувствительные приборы «Уэбба» для изучения IC 348, — это то, насколько малы самые маленькие объекты, образующиеся в процессе звездообразования. Другими словами, насколько мал самый маленький коричневый карлик?

Стремясь ответить на этот вопрос, исследователи впервые использовали «Уэбб» для изучения IC 348 в 2022 году, когда они обнаружили коричневые карлики с массой, всего в три-четыре раза превышающей массу Юпитера. Теперь та же исследовательская группа использовала «Уэбб», чтобы ещё глубже изучить эту область в поисках ещё более мелких коричневых карликов.

В 2024 году команда использовала прибор NIRCam (Камера ближнего инфракрасного диапазона) телескопа «Уэбб», чтобы зафиксировать тёплое свечение молодых коричневых карликов и новорождённых звёзд, которые видны на этом новом изображении IC 348. Выбрав потенциальные коричневые карлики по их цвету и яркости, в 2025 году они провели дополнительные спектроскопические наблюдения с помощью прибора NIRSpec (Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) телескопа «Уэбб» для определения массы этих коричневых карликов.

Эти глубокие наблюдения с помощью «Уэбба» выявили для исследователей нечто необычное: коричневые карлики с массой, составляющей всего лишь двойную массу Юпитера или лишь 0,19 процента массы Солнца — гораздо меньшей, чем предсказывают теоретические модели коричневых карликов. Это самые маломассивные из известных коричневых карликов, и их существование ставит под сомнение модели формирования звёзд.

Помимо открытия этих неожиданно лёгких коричневых карликов, наблюдения «Уэбба» принесли ещё больше сюрпризов. Один из самых лёгких недавно обнаруженных коричневых карликов показал признаки наличия диска, что свидетельствует о том, что вокруг объекта, масса которого сама по себе равна массе планеты, могут формироваться небольшие планеты.

При анализе спектров коричневых карликов в скоплении IC 348 исследовательская группа также обнаружила признак, который они связали с неидентифицированным углеводородом — молекулами, состоящими исключительно из атомов водорода и углерода. Этот специфический признак наблюдался только в атмосферах коричневых карликов с наименьшей массой, что свидетельствует о том, что эти экстремальные объекты могут принадлежать к отдельному спектральному классу.

Звёзды и коричневые карлики IC 348 — не единственные интересные объекты на этом изображении. В правом верхнем углу расположена чрезвычайно детализированная группа протозвезд. Некоторые из них сопровождаются объектами Гербига-Аро — светлыми участками, образующимися, когда струи от новорожденных, растущих звезд врезаются в газ и пыль вокруг звезды.

Длинная, узкая структура, ориентированная горизонтально в этом углу, — это объект Гербига-Аро HH 797. При детальном рассмотрении оказывается, что этот источник состоит из двух протозвёзд с почти параллельными оттоками. Чуть правее от HH 797 расположен источник HH 211 в форме пропеллера, который имеет как узкие струи, так и более широкие оттоки.

Этот коллаж содержит подборку фрагментов со снимка зоны звездообразования IC 348, сделанного космическим телескопом «Джеймс Уэбб»: 1) встроенные в туманность звёзды, 2) центральное звёздное скопление, 3) звёзды и тусклые оттоки, 4) объекты Гербига-Аро, 5) гравитационное линзирование и 6) далёкие спиральные галактики. Credit: NASA, ESA, CSA, Kevin Luhman (PSU), Catarina Alves de Oliveira (ESA), Mahdi Zamani (ESA/Webb)