Астрономы обнаружили древний коричневый карлик с нетронутыми отложениями лития

Они более массивны Юпитера, но недостаточно, чтобы сжигать водород, который звезды используют для сияния. Поэтому эти субзвездные объекты не наблюдались до тех пор, пока наблюдатели не обнаружили их в середине 1990-х годов. Коричневые карлики особенно интересны из-за предсказания, что некоторые из них могут сохранить нетронутым свой запас лития, иногда известного как «белая нефть» из-за редкости и актуальности.

За последние двадцать лет астрономы обнаружили и проследили орбитальные движения двойных звезд, образованных коричневыми карликами в окрестностях Солнца. Они динамически определили массы, используя законы Кеплера - математические формулы, созданные в XVII веке Иоганном Кеплером для описания движений астрономических тел, движущихся под действием взаимного тяготения, таких как система, образованная Землей и Солнцем. В некоторых из этих систем масса первичного компонента достаточна для сжигания лития, в то время как вторичный компонент может не иметь такой массы. Но до сих пор теоретические модели не подвергались испытаниям.

Используя спектрограф OSIRIS на Gran Telescopio Canarias (GTC или Grantecan), в настоящее время крупнейшем оптическом и инфракрасном телескопе в мире, в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (ORM), группа исследователей из Института астрофизики Канарских островов (IAC) ) и Национальный институт астрофизики ?ptica y Electr?nica (INAOE) в период с февраля по август этого года провели высокочувствительные спектроскопические наблюдения двух двойных звезд, компоненты которых являются коричневыми карликами.

Они не обнаружили лития в трех из них, но нашли его в Reid 1B, самом слабом и холодном из четырех. Сделав это, они сделали замечательное открытие - залежь космического лития, который не разрушается, происхождение которого восходит к моменту образования системы, к которой принадлежит Reid 1B. Фактически, это самый холодный и самый слабый внесолнечный объект, где был обнаружен литий, в количестве, в 13 тысяч раз превышающем общее количество на Земле. Этот объект, возраст которого составляет 1,100 миллиона лет, а динамическая масса в 41 раз больше, чем у Юпитера (самой большой планеты Солнечной системы), находится на расстоянии 16,9 световых лет от нас.

Наблюдения за литием в коричневых карликах позволяют с определенной степенью точности оценить их массы, основываясь на ядерных реакциях. Найденные таким образом термоядерные массы должны согласовываться с динамическими массами, найденными с меньшей погрешностью из орбитального анализа. Но исследователи обнаружили, что литий сохраняется до динамической массы, которая на 10% ниже, чем предсказывается самыми последними теоретическими моделями. Это несоответствие кажется значительным и предполагает, что в поведении коричневых карликов есть что-то, чего мы до сих пор не понимаем.

«Мы следовали по следу лития в коричневых карликах в течение трех десятилетий», - говорит Эдуардо Лоренцо Мартин Герреро де Эскаланте, профессор-исследователь Высшего совета научных исследований (CSIC) при IAC, который является первым автором статьи», наконец, мы смогли точно определить границу массы между его сохранением и разрушением и сравнить это с теоретическими предсказаниями». Исследователь добавляет, что «в Млечном Пути есть тысячи миллионов коричневых карликов. Литий, содержащийся в коричневых карликах, является крупнейшим из известных месторождений этого ценного элемента в нашем космическом районе».

Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.