Используя программу Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC), астрономы провели высокоточные спектроскопические наблюдения коричневого карлика, известного как HD 206893 B. Результаты наблюдений, представленные 23 января на сервере препринтов arXiv, позволяют лучше понять природу этого объекта.
Коричневые карлики (англ. brown dwarves) — это промежуточное состояние между планетами и звездами. Их масса находится в диапазоне от 13 до 80 масс Юпитера (от 0,012 до 0,076 солнечных масс). Хотя на сегодняшний день обнаружено достаточно много коричневых карликов, эти объекты, вращающиеся вокруг более массивных звезд, остаются малоизученными.
Коричневый карлик HD 206893 B является спутником HD 206893 — звезды спектрального класса F5V, расположенной на расстоянии около 133 световых лет от Земли. Звезда примерно на 40% больше и на 24% массивнее Солнца, имеет эффективную температуру 6680 К и химический состав (в том числе по содержанию металлов), сходный с солнечным. Возраст звезды, по оценкам, составляет «всего» 1,1 миллиарда лет.
Вокруг HD 206893 вращаются две экзопланеты, а также располагается околозвездный газопылевой диск, простирающийся на расстояние от 30 до 180 астрономических единиц от звезды. Напомним, что за 1 а.е. принято расстояние от Земли до Солнца — примерно 150 миллионов километров.
Наш герой HD 206893 B, который по оценкам в 26 раз массивнее Юпитера, находится внутри «мусорного» диска. Предыдущие наблюдения показали, что гравитация HD 206893 B и самогравитация достаточно массивного диска могли оказать влияние на формирование проксимального по отношению к материнской звезде края диска.
Команда астрономов под руководством Бена Саппи из Калифорнийского университета в Сан-Диего решила поближе рассмотреть HD 206893 B и необычную архитектуру всей звездной системы. Они наблюдали этот коричневый карлик с помощью KPIC с высоким спектральным разрешением.
«Используя полученные спектры в рамках прямого байесовского моделирования, мы определили наиболее вероятные параметры атмосферы и угловую скорость спутника», — сообщают исследователи в статье.
Наблюдения показали, что HD 206893 B имеет радиус около 1,11 радиуса Юпитера, а его масса составляет приблизительно 22,7 масс Юпитера (чуть меньше предварительной оценки). Было измерено, что эффективная температура коричневого карлика составляет 1634 К, а его возраст оценивается в 112 миллионов лет.
На основе собранных данных было рассчитано, что соотношение углерода и кислорода в атмосфере (C/O) для HD 206893 B составляет 0,57, что близко к солнечному значению. В целом, соотношение C/O воспринимается как потенциальный диагностический показатель формирования системы, и в случае HD 206893 B это указывает на увеличение ядра или фрагментацию диска.
Исследование показало, что HD 206893 B удалена от родительской звезды примерно на 11,62 а.е. Это, по мнению авторов, говорит о том, что коричневый карлик, скорее всего, образовался не в результате фрагментации диска, которая, скорее всего, приведет к образованию планет на больших орбитальных расстояниях — около 100 а.е.
В заключении исследователи отмечают, что HD 206893 B нуждается в дальнейшем изучении с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec), установленного на космическом телескопе Джеймс Уэбб (JWST). Этот прибор позволил бы им уточнить соотношение углерода и серы (C/S), которое является более надежным показателем положения объекта в формирующейся экзопланетной системе, чем соотношение C/O.
