Слабо світяться зірки становлять досить значну частину зоряного населення. Серед них є такі, навколо яких обертаються належні їм планети. Тільки от досі незрозуміло: чи виникли вони природним шляхом або були захоплені ззовні? Нове дослідження астрономів трохи прочиняє щільну завісу таємниці над цією старою загадкою.

Для того, щоб "побачити" коричневі карлики, потрібно реєструвати випромінювання в інфрачервоному діапазоні, оскільки вони випромінюють тепло. Дослідження та типізація таких зірок бере свій початок з 1995 року, коли вперше було підтверджено реальне існування коричневого карлика, а в даний час астрономи вважають, що подібні зірки в нашій галактиці Чумацький шлях є найбільш численними! Перша сотня коричневих світил вже достатньо вивчена, а прийдешній "улов" повинен бути величезним.

Коричневі карлики можуть бути окремими зірками, або входити в подвійні або кратні системи. Маса цього типу світил невелика, але в десятки разів перевищує масу Юпітера, за верхній оціночний межа прийнято вважати 80 мас гіганта з Сонячної системи. Курйозної особливістю є радіус коричневих карликів, рівний радіусу нашого Юпітера, хоча маси можуть варіювати в досить широких межах - така фізика цих об'єктів. Їх потрібно відрізняти від екзопланет, які теж можуть бути дуже схожі на дані зірки.

Систематика та ідентифікація коричневих карликів досить копітка і складна, але серед них є такі, навколо яких обертаються належні їм планети. Тільки от досі незрозуміло: чи виникли вони природним шляхом або були захоплені ззовні? Це дуже цікаво, тому що коричневі карлики дуже численні, та планет при них - у випадку природного формування - повинна бути тьма-тьмуща!

Тому так цікава робота в координованому проекті (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array, ALMA) Європейської космічної обсерваторії, в якому об'єднані радіотелескопів, які працюють в міліметровому і субміліметровому діапазоні. У дослідженні аккреционного пилового диска навколо коричневого карлика виявилася вражаюча особливість: диск містив досить великі частки, тверді зерна міліметрового розміру.

Раніше такі частинки зустрічали виключно в щільних протопланетных дисках навколо народжуваних зірок. Отже, треба переглядати теорію формування кам'янистих планет земного типу. Особливо важливим може виявитися їх величезна кількість при планомірному виникненні в системах коричневих карликів.

Об'єкт, що викликав цю сенсацію - молодий коричневий карлик в області зореутворення в сузір'ї Змієносця, він носить ім'я Ро Змієносця 102, його диск виявився "гранульованим", а не дрібнодисперсним пиловим освітою. При масі цього коричневого карлика приблизно у шістдесят юпитерианских мас в його надрах не можуть горіти стійкі термоядерні реакції, як це буває в більш масивних сяючих зірок, подібних до Сонця.

Але, тим не менш, він потужно випромінює тепло, тобто світиться в інфрачервоному діапазоні, ну, а якщо врахувати, що гравітація стискає зірку, а конвекція вирує і перемішує нагріте речовина коричневого карлика, який може випромінювати тьмяне червоне світло у видимому діапазоні, то виходить, що якщо навколо нього обертаються планети, вони будуть отримувати достатню кількість теплової енергії!

На питання про виникнення протопланетных об'єктів планетезималей завжди пропонувався один відповідь: якщо пилові частинки виростають до міліметрових розмірів, їх подальше укрупнення визначено. Воно стає визначальним, викликаючи подальше об'єднання трансформованої матерії в тіла планет. Так виникають подібні до Землі планети: від випадкових зіткнень протовещества в диску, сформованого навколо зірки. Мікроскопічні частинки речовини протопланетного диска стикаються і злипаються, вони схожі на дуже дрібний пісок або сажу.

Щодо розвитку планетообразующих процесів у коричневих карликів - скепсис астрономів був дуже сильний. Диски навколо цих зірок, як вважали фахівці, сильно разрежены, відповідно речовини навколо маломасивних карликів повинно бути менше, ніж навколо набагато більш великих звичайних світил. Швидке ж рух частинок при слабкому гравітаційному впливі не сприяє злипанню. Звідси випливало припущення про те, що виникнення планет навколо чорних карликів швидше за все неможливо, тим більше, що випадково виниклі укрупнені частинки під дією гравітації спрямовуються до її центру, витікаючи з зовнішніх частин пилового диска, де вони можуть бути виявлені.

Тільки сучасні технічні можливості проекту ALMA дозволили виявити справжній стан речей. Об'єднання групи радіотелескопів дозволило досягти в умовах наземних спостережень сильного збільшення чутливості до випромінювання з довжиною хвилі близько міліметра. Це генерувати випромінювання речовиною диска, нагрівається випромінюванням коричневого карлика. Пояснення результатів така: зазвичай пилові частинки диска практично не випромінюють енергії на хвилях, довжина яких більше розміру частинок.

При цьому на хвилях, дещо перевищують розміри частинок, зазвичай виявляється помітне і різке падіння яскравості. У проведеному експерименті порівняння яскравості диска на довжинах хвиль 0,89 мм і 3,20 мм не був виявлений різкий стрибок яскравості, який повинен був виявитися. Це може бути свідченням наявності певної кількості пилових часток в диску, що мають розміри порядку міліметра або навіть більше.

Провідний спеціаліст Лука Річчі (Luca Ricci) з Каліфорнійського технологічного інституту (США) коментує результати: "Для нас було повною несподіванкою виявити зерна міліметрового розміру в такому тонкому і ефемерне пиловій диску, тверді частинки пилу такого розміру, взагалі кажучи, не повинні формуватися в холодних зовнішніх областях диска, що оточує коричневий карлик, але, здається, це все-таки відбувається. Ми не знаємо, чи може там утворитися ціла кам'яниста планета, але бачимо початок певних кроків у цьому напрямку, а тому нам доведеться змінити наші уявлення про умови, при яких розміри твердих утворень можуть почати рости".

Ще один результат отримано завдяки високій роздільній здатності в групі телескопів ALMA: в околиці коричневого карлика були виявлені ознаки, чадного газу. Це перший випадок реєстрації холодного молекулярного газу в диску навколо зірки подібного типу. Раніше чадний газ виявляли тільки в дисках молодих світил, так само, як і пилові зерна міліметрового розміру, що свідчить про можливу спільність процесів, що протікають навколо таких різних зірок!

Слід зауважити, що сукупна маса аккреционного диска навколо Ро Змієносця 102 становить за розрахунками близько 0,3-1 відсотка від маси самого коричневого карлика, а діаметр - близько 40 а. е. Всі ці показники відповідають параметрам звичайних зірок невеликої маси. Так що, можливо, біля цієї зірки дійсно існують планети, схожі на нашу. Ну, а раз так, то не виключено, що їх хто-небудь населяє...