Телескоп Webb обнаружил богатый углеводородами диск у коричневого карлика Cha Hα 1

Спектр коричневого карлика Cha Hα 1, полученный инструментом MIRI. Автор: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2508.05155

Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) исследовали молодой коричневый карлик Cha Hα 1 и обнаружили, что окружающий его диск богат углеводородами. Результаты исследования были опубликованы 7 августа на сервере препринтов arXiv.

Коричневые карлики — это субзвёздные объекты, занимающие промежуточное положение между планетами и звёздами. Их масса составляет от 13 до 80 масс Юпитера (0,012–0,076 солнечных масс). Этого недостаточно для поддержания термоядерных реакций с участием водорода, но хватает для горения дейтерия.

Наблюдения показывают, что коричневые карлики часто обладают протопланетными дисками, состоящими из газа и пыли. Изучение этих дисков может дать важные подсказки о формировании планетных систем. Однако химический состав дисков коричневых карликов остаётся малоизученным из-за их слабой светимости.

Коричневый карлик Cha Hα 1 относится к спектральному классу M7.5, его эффективная температура составляет 2805 K, а масса — около 0,04–0,05 солнечных. Он входит в состав области звездообразования Хамелеон I Южный, расположенной на расстоянии 625 световых лет от Земли. Возраст объекта оценивается в 1,4–2,4 миллиона лет.

Ранее наблюдения показали, что Cha Hα 1 окружён толстым протопланетным диском. Однако о свойствах и химическом составе этого диска было известно крайне мало.

Чтобы восполнить этот пробел, группа астрономов под руководством Марии Моралес-Кальдерон из Испанского центра астробиологии в Мадриде использовала инструмент MIRI на борту JWST. Это позволило изучить внутреннюю, плотную и тёплую область диска, где могут формироваться небольшие планеты.

Наблюдения показали, что диск Cha Hα 1 содержит множество углеводородов, включая ацетилен, метан, этилен, диацетилен, этан и бензол. Всего было обнаружено 12 углеродосодержащих молекул.

Данные также свидетельствуют о наличии тёплой воды наряду с углеводородами. В диске были идентифицированы углекислый газ, молекулярный водород и цианистый водород, однако окись углерода и гидроксильные радикалы в спектре отсутствуют.

Углеводороды в диске имеют температуру от 225 до 450 K, что указывает на их происхождение из общего резервуара. Пыль в диске в основном состоит из крупных (около 4 мкм) аморфных силикатов. Результаты позволяют предположить, что рост пылевых частиц начался примерно 1,5 миллиона лет назад.

Подводя итоги, авторы исследования пришли к выводу, что диск Cha Hα 1 может находиться в переходной стадии — от молодого, богатого водой, к более зрелому, с высоким соотношением углерода к кислороду. Они подчёркивают, что этот диск демонстрирует наиболее разнообразную химию среди всех известных протопланетных дисков коричневых карликов.

«Богатая молекулярная среда предоставляет уникальную возможность проверить наше понимание химии дисков и её влияния на потенциальное формирование планет. Изучение резервуаров обнаруженных молекул может пролить свет на состав будущих планет, образующихся вокруг коричневых карликов», — пишут учёные.

Дополнительная информация: María Morales-Calderón et al, MINDS. Cha Hα 1, a brown dwarf with a hydrocarbon-rich disk, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2508.05155