Астрономы обнаружили загадочный газ в атмосфере коричневого карлика

Схема тройной системы Wolf 1130ABC, состоящей из красного карлика Wolf 1130A (слева), его близкого компактного компаньона — белого карлика Wolf 1130B (в центре), и далекого третичного компонента — коричневого карлика Wolf 1130C (справа). Три компонента системы показаны в масштабе их относительных размеров. Автор: Адам Бургассер

Астрономы обнаружили фосфин (PH₃) — токсичный и взрывоопасный газ, который на Земле связан с биологическими процессами, — в атмосфере холодного древнего коричневого карлика Wolf 1130C. Открытие было сделано с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) и опубликовано в журнале Science.

Исследовательская группа под руководством профессора астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Сан-Диего Адама Бургассера изучала старые, бедные металлами коричневые карлики в рамках программы «Arcana of the Ancients». Учёные были удивлены не столько самим фактом обнаружения фосфина, сколько его отсутствием в атмосферах других коричневых карликов и газовых гигантов, где он, согласно теоретическим предсказаниям, должен был быть.

«Каждое наше наблюдение с JWST бросало вызов теоретическим предсказаниям — до тех пор, пока мы не наблюдали Wolf 1130C», — пояснил соавтор исследования Сэм Бейлер.

Wolf 1130C является частью сложной тройной системы, расположенной в 54 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Особенность этого коричневого карлика — крайне низкое содержание металлов (элементов тяжелее водорода и гелия) по сравнению с Солнцем. Анализ данных JWST показал сильный инфракрасный сигнал от фосфина в его атмосфере. Моделирование, проведённое профессором Эйлин Гонсалес, подтвердило наличие газа в концентрации около 100 частей на миллиард.

Учёные выдвигают две основные гипотезы, объясняющие уникальность Wolf 1130C. Возможно, в его бедной кислородом атмосфере фосфор не связывается в другие соединения и свободно образует фосфин с водородом. Другое предположение — фосфор мог быть выброшен в систему в результате прошлой вспышки новоподобной звезды на белом карлике Wolf 1130B, который является компаньоном коричневого карлика.

«Понимание химии фосфина в атмосферах коричневых карликов, где мы не ожидаем жизни, крайне важно, если мы надеемся использовать эту молекулу в поисках жизни на землеподобных мирах за пределами нашей Солнечной системы», — отметил Адам Бургассер.

Исследование финансировалось NASA и Фондом Хайзинга-Саймонса. Команда планирует продолжить наблюдения за другими бедными металлами коричневыми карликами, чтобы проверить свои гипотезы.