Астрономы обнаружили в звёздном скоплении IC 348 коричневые карлики с массой около двух Юпитеров и предложили выделить для них новый спектральный класс H. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters. Его авторами стали Кевин Луман из Университета штата Пенсильвания и Катарина Алвес де Оливейра, руководитель отдела развития научных операций Европейского космического агентства.
Коричневые карлики занимают промежуточное положение между звёздами и газовыми гигантами. Они формируются при коллапсе холодных водородных облаков, как и обычные звёзды, но их массы недостаточно для запуска термоядерного горения водорода. Учёные стремятся определить минимальный размер объектов, которые могут возникать таким способом.
Объектом наблюдений стало IC 348 — область звездообразования примерно в 1000 световых лет от Земли, входящая в состав молекулярного облака Персея. В скоплении находится около 400 звёзд возрастом от 2 до 5 млн лет, окружённых туманностью. Как отмечает Universe Today, близость IC 348 позволяет изучать самые маломассивные коричневые карлики; ранее там уже находили объекты массой всего в четыре Юпитера.
В новой работе исследователи расширили область поиска и провели более глубокое обследование с помощью космического телескопа James Webb. Они обнаружили 39 кандидатов в коричневые карлики, а для 15 получили спектры прибором NIRSpec. Девять объектов признали субзвёздными членами IC 348, причём оценки массы самых тусклых из них составили около двух масс Юпитера — примерно 0,19% массы Солнца.
Особое внимание учёных привлекла спектральная особенность, связанная с ранее не идентифицированным алифатическим углеводородом. Такой признак обнаружили у новых объектов, а с учётом результатов предыдущих наблюдений он теперь отмечен у 11 коричневых карликов IC 348. Поскольку полоса поглощения усиливается у более тусклых и холодных тел, исследователи считают её характерной особенностью этой группы, а не случайным эффектом или загрязнением данных.
«Мы предлагаем новый спектральный класс H, который определяется наличием фундаментальной полосы углеводорода на длине волны 3,4 мкм», — написали авторы. Два объекта массой около двух и десяти Юпитеров также демонстрируют сильное избыточное излучение от околозвёздных дисков, где присутствуют исходные материалы для формирования планет. Полученные результаты одновременно уточняют нижнюю границу начальной функции масс и показывают, насколько условными могут быть границы между коричневыми карликами и планетами.