Международная команда астрономов, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), исследовала атмосферу близлежащей двойной системы коричневых карликов WISE J045853.90+643451.9. В результате учёные впервые обнаружили цианистый водород и ацетилен в атмосфере коричневого карлика.

Коричневые карлики представляют собой промежуточные объекты между планетами и звёздами с массой от 13 до 80 масс Юпитера. T-карлики, подкласс коричневых карликов с температурами от 500 до 1500 К, являются самыми холодными и наименее яркими из таких объектов.

WISE J045853.90+643451.9 (или WISE-0458) находится всего в 30,1 световых годах от нас и представляет собой пару из двух T-карликов спектральных типов T8.5 и T9 с температурами 600 и 500 К соответственно. Большая полуось орбиты пары составляет примерно 5,0 астрономических единиц. Учитывая схожесть спектральных типов и температур T-карликов WISE-0458, предполагается, что их атмосферы практически идентичны.

Группа астрономов под руководством Элизабет К. Мэттьюс из Института астрономии Общества Макса Планка (Германия) детально изучила атмосферу WISE-0458. Для этого учёные использовали спектрометр среднего разрешения (MRS) инструмента MIRI на борту JWST.

Наблюдения показывают, что атмосфера WISE-0458 свободна от облаков и богата молекулами. Модель, использованная командой Мэттьюс, включает присутствие метана, углекислого газа, угарного газа, воды и аммиака в атмосфере WISE-0458 – веществ, ожидаемых в холодных атмосферах.

Более того, наблюдения выявили наличие цианистого водорода и ацетилена в атмосфере WISE-0458. Астрономы объясняют, что оба эти вещества являются индикаторами неравновесной химии и, вероятно, образуются вместе в более глубоких слоях атмосферы коричневого карлика. Это означает, что в атмосфере WISE-0458 происходят активные химические процессы, которые поддерживают наличие этих соединений вопреки термодинамическому равновесию. Это первое обнаружение этих двух веществ в атмосфере какого-либо коричневого карлика.

Исследование также показало, что радиус каждого коричневого карлика WISE-0458 составляет около 0,81 радиуса Юпитера, а общая масса пары – примерно 132 массы Юпитера. Расстояние до двойной системы было подтверждено и составляет 30,12 световых лет.

Наличие сложных органических молекул в атмосфере может быть интересно с точки зрения астробиологии и изучения предбиологической химии. Будущие исследования должны более детально изучить цианистый водород и ацетилен, а также определить, присутствуют ли эти вещества в других холодных коричневых карликах с температурой, схожей с WISE-0458.