Сутки за час: найдено трио коричневых карликов, вращающихся с невероятной скоростью

Коричневые карлики обычно называют несостоявшимися звездами, поскольку они представляют собой больше планеты, в ядрах которых недостаточно давления для запуска реакций глобального ядерного синтеза, которые являются причиной возникновения звезд.

Чтобы измерить скорость вращения этих объектов, группа астрономов использовала космический телескоп NASA «Спитцер». Полученные фотометрические данные были затем подтверждены последующими наблюдениями, собранными телескопом Gemini North на Маунакее на Гавайях и телескопом Magellan Baade Научного института Карнеги в Чили.

«Мы использовали космический телескоп Спитцера, чтобы отслеживать общую яркость коричневых карликов с течением времени», — пояснила Меган Таннок, первый автор статьи и кандидат наук в Western. «Пятна на их поверхности — как и большое красное пятно Юпитера — вызывают затемнение или повышение яркости при вращении и исчезновении из поля зрения, поэтому мы смогли определить периоды вращения этих объектов на основе повторяющихся закономерностей в уровнях яркости».

Затем Тэннок и ее коллеги использовали наземные телескопы для изучения рассеянного света, излучаемого этими объектами. Команда «исследовала то, как быстрое вращение влияет на сигнатуры молекул в атмосферах объектов», что привело к обнаружению сильного эффекта, который послужил подтверждением коротких периодов вращения.

Цифры немного ошеломляют. Три коричневых карлика (обозначенные 2MASS J04070752 + 1546457, 2MASS J12195156 + 3128497 и 2MASSJ03480772−6022270) вращаются вдоль своих экваторов со скоростью 350 000 км/ч! «Относительно слабая гравитация коричневых карликов едва удерживает их вместе», — объясняет Сэнди Леггетт, астроном из Gemini North, который не участвовал в исследовании, в пресс-релизе NOIRLab.

Исследователи, несмотря на все попытки, не смогли найти коричневых карликов, вращающихся быстрее, чем эти три. Это означает, что команда, вероятно, наткнулась на очевидный предел скорости их вращения. Если разогнать их еще быстрее, эти небесные тела скорее всего разорвутся на части. Таннок сказал, что этого, вероятно, не происходит, потому что должен существовать некий тормозной механизм, ограничивающий скорость вращения коричневых карликов.

Неудивительно, что такие высокие скорости приводят к драматическим атмосферным эффектам.

«Такие высокие скорости влияют на погоду и могут определять размер возникающих штормов», — пояснил Тэннок. «Когда такой объект, как коричневый карлик или газовая планета-гигант, вращается очень быстро, вихри, которые образуются в атмосфере, имеют тенденцию быть меньше, а когда они вращаются медленнее, эти вихри становятся больше».

Так почему же карлики вращаются так быстро? Исследователи предполагают, что это как-то связано с локальной средой, в которой эти тела формировались.

«Коричневые карлики образуются так же, как звезды, в результате коллапса гигантского молекулярного облака. В зависимости от количества материала и его распределения у них устанавливается начальная скорость вращения», — пояснил Тэннок. «Коричневые карлики также могут становиться быстрее с возрастом: по мере старения они охлаждаются, а затем сжимаются, а для сохранения физической величины, называемой угловым моментом, они должны вращаться быстрее – что и происходит».