Астрономы впервые обнаружили цианистый водород и ацетилен в атмосфере двойной звёздной системы WISE J045853.90+643451.9, расположенной всего в 30 световых годах от Земли.
Эти небесные тела относятся к коричневым карликам – объектам, занимающим промежуточное положение между планетами и звездами. Их масса в 13-80 раз превышает массу Юпитера – слишком много для планеты, но недостаточно для запуска термоядерных реакций, благодаря которым сияют обычные светила. Не имея собственного источника энергии, коричневые карлики постепенно остывают.
Изученная пара принадлежит к особому подклассу – T-карликам, самым холодным и тусклым представителям семейства, чья температура лежит в диапазоне от 500 до 1500 кельвинов. По спектральной классификации компоненты системы относятся к типам T8.5 и T9, а их поверхность нагрета до 600 и 500 кельвинов соответственно. Для сравнения: на Солнце термометр показал бы все пять с половиной тысяч.
Космические компаньоны вращаются друг вокруг друга на расстоянии примерно 5 астрономических единиц – это сопоставимо с дистанцией между Солнцем и Юпитером. Схожие температуры и спектральные характеристики небесных тел подсказали ученым, что химический состав их атмосфер должен быть практически идентичным.
За разгадку тайн WISE J045853.90+643451.9 взялась группа ученых под руководством Элизабет Мэттьюс из Института астрономии Общества Макса Планка в Гейдельберге. Для наблюдений они использовали спектрометр среднего разрешения MRS – часть инфракрасного прибора MIRI на борту телескопа Джеймс Уэбб.
Анализ полученных данных показал отсутствие облаков в атмосфере объектов. При этом ученые обнаружили настоящий химический коктейль: метан, углекислый газ, угарный газ, воду и аммиак – весь набор молекул, характерных для холодных атмосфер.
Главным сюрпризом стало присутствие цианистого водорода и ацетилена – соединений, которые никогда прежде не находили в атмосферах коричневых карликов. Ацетилен – простейший представитель углеводородов с тройной связью – обычно встречается в газовых оболочках планет-гигантов вроде Юпитера и Сатурна. Цианистый водород, напротив, крайне редок в Солнечной системе и чаще обнаруживается в межзвездных облаках. Совместное присутствие этих веществ у коричневых карликов указывает на существование сложных химических цепочек, которые прежде считались невозможными при таких низких температурах.
Детальные наблюдения позволили уточнить физические параметры каждого члена звездного дуэта. Их размер составляет около 0,81 радиуса Юпитера, а суммарная масса пары поражает воображение – она эквивалентна 132 массам крупнейшей планеты Солнечной системы. Теперь астрономы планируют искать следы цианистого водорода и ацетилена в атмосферах других звезд-карликов со схожей температурой.