Эти субзвёздные тела, масса которых варьируется от 13 до 80 масс Юпитера, не способны поддерживать термоядерные реакции водорода. Их температура поверхности редко превышает 2000 К, а светимость в тысячи раз слабее солнечной. Первый подтверждённый экземпляр – Teide 1 – был обнаружен в 1995 году в скоплении Плеяды.
Спектры излучения демонстрируют линии метана, воды и молекулярного водорода. В отличие от звёзд главной последовательности, их яркость постепенно падает из-за остывания. Например, объект WISE 0855−0714 имеет температуру всего 250 К, что делает его холоднее большинства известных газовых гигантов.
Наблюдения в инфракрасном диапазоне позволяют выявлять такие тела на расстоянии до 100 световых лет. Для точного определения параметров рекомендуется сочетание данных 2MASS, WISE и спектрографов высокого разрешения. Атмосферы часто обладают слоистой структурой с облаками из силикатов и металлических частиц.
Объекты между звёздами и планетами
Массы этих тел варьируются от 13 до 80 масс Юпитера. При меньшей массе они неспособны запустить термоядерные реакции с участием водорода, а при большей – становятся полноценными звёздами.
Температура поверхности колеблется от 250 до 2500 К. Наиболее холодные экземпляры излучают в инфракрасном диапазоне, а горячие – в видимом свете с красным оттенком.
Спектральные классы обозначаются буквами M, L, T, Y. Класс M близок к красным карликам, а Y – к газовым гигантам. Атмосферы содержат метан, воду и аммиак.
Плотность достигает 10–100 г/см³, что в десятки раз выше, чем у Юпитера. Сильное гравитационное сжатие приводит к вырождению электронов в недрах.
Для обнаружения применяют инфракрасные телескопы (например, WISE), так как основное излучение приходится на длинные волны. Визуальное наблюдение возможно только для ближайших объектов.
Как отличить субзвёздный объект от звезды и планеты?
Критерии отличия от звёзд
Температура поверхности: у таких объектов она не превышает 2200 K, тогда как у самых холодных звёзд – 2400 K. Спектр показывает линии метана и гидридов металлов, которые не встречаются в звёздах главной последовательности.
Светимость: со временем резко падает. За первые 100 млн лет яркость уменьшается в 10-100 раз из-за отсутствия устойчивых термоядерных процессов.
Отличие от планет-гигантов
Метод обнаружения: их находят не только транзитным способом или по гравитационному влиянию, но и напрямую – в ИК-диапазоне. Типичное расстояние до ближайших экземпляров – 5-20 световых лет.
Химический состав: в атмосфере преобладает молекулярный водород, но при массе выше 65 масс Юпитера появляется облачный слой из силикатов и железа, что нехарактерно для газовых гигантов.
Химический состав атмосфер субзвёздных объектов
Основные элементы в атмосферах этих холодных тел – водород и гелий, составляющие до 90% их массы. Метан (CH4) и аммиак (NH3) доминируют в спектрах объектов спектрального класса T, тогда как у более горячих экземпляров класса L преобладают оксид титана (TiO) и гидриды металлов.
Спектроскопические наблюдения выявили следы щелочных металлов: калия (K), натрия (Na), рубидия (Rb) и цезия (Cs). Их линии поглощения служат индикаторами температуры – при охлаждении ниже 1300 K металлы конденсируются в облака.
В холодных атмосферах (T < 500 K) формируются экзотические соединения: хлорид калия (KCl), сульфид цинка (ZnS) и силикатные аэрозоли. Обнаружение гидроксида магния (MgOH) в объекте WISE 0855 подтвердило модели химического равновесия.
Для анализа состава используют:
- Метод молекулярного моделирования с учётом конвекции
- Сравнение с лабораторными спектрами при высоком давлении
- Мониторинг изменчивости линий поглощения в ИК-диапазоне
