Коричневые карлики представляют собой астрономические объекты, имеющие промежуточные массы между планетами и звездами. Вопрос о том, каковы конкретно пределы возможных масс коричневых карликов, продолжает оставаться дискуссионным, особенно потому, что по ряду признаков они похожи на звезды небольшой массы. Так как же понять, что перед нами – коричневый карлик или небольшая звезда? Международная команда под руководством ученых из Женевского университета и швейцарского научного центра Swiss National Centre of Competence in Research (NCCR) PlanetS в сотрудничестве с Бернским университетом идентифицировала пять объектов, имеющих массы, находящиеся примерно на границе, отделяющей звезды от коричневых карликов. Эти результаты могут помочь ученым глубже понять природу этих загадочных объектов.

Коричневые карлики представляют собой массивные объекты, массы которых, однако, оказалось недостаточными для такого мощного гравитационного сдавливания атомов водорода, приводящего к началу термоядерных реакций синтеза гелия, которые протекают в случае обычных звезд. Вместо этого в коричневых карликах происходит термоядерное горение тяжелого водорода, называемого дейтерием, однако количества выделяемого света несравнимо меньше. Поэтому коричневые карлики часто называют «неудавшимися звездами». Коричневые карлики довольно слабо изучены – к настоящему времени в научной литературе подробно описано лишь около 30 объектов такого рода.

В новом исследовании международная группа ученых охарактеризовала пять компаньонов, которые были сначала идентифицированы при помощи спутника Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS): объекты TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 и TOI-1213.Эти объекты получили название «компаньоны», поскольку они движутся по орбитам вокруг звезд. Орбитальные периоды при этом составляют от 5 до 27 суток, а радиусы объектов меняются в диапазоне от 0,81 до 1,66 радиуса Юпитера. Массы объектов находятся в пределах от 77 до 98 масс крупнейшей планеты Солнечной системы. Такие значения массы являются пограничными между классами звезд и коричневых карликов.

Изучив эти 5 объектов, ученые обнаружили, что два самых древних объекта, TOI 148 и 746, имеют меньший радиус, в то время как два более молодых компаньона имеют более диффузную атмосферу. Согласно авторам, это может указывать на принадлежность данных объектов к классу коричневых карликов, поскольку для последних характерно постепенное сжатие по мере выгорания запасов дейтерия и остывания. Однако возможна и альтернативная гипотеза, то есть принадлежность вновь обнаруженных объектов к классу небольших звезд, отмечают авторы. Для более глубокого понимания различий между звездой и коричневым карликом требуются дополнительные исследования, добавляют они.