Американские астрономы обнаружили весьма необычный космический
объект. Он входит в состав двойной звездной системы, имея в качестве
партнера белый карлик WD-0806-661,
удаленный от Земли на 63 световых года. Дистанция между телами
составляет 2 500 астрономических единиц и, следовательно, на порядок
превосходит размеры Солнечной системы. Предполагаемая масса второго
члена пары — WD-0806-661B — составляет всего 7 масс Юпитера, а
температура его атмосферы не превышает 300 кельвинов (около 30 градусов
Цельсия). Авторы статьи, появившейся 20 марта в The Astrophysical Journal Letters,
в качестве основной версии относят этот объект к коричневым карликам.
А недавно появилась теория, которая значительно повышает шансы
WD-0806-661B принадлежать к этому классу «несостоявшихся звезд».
Кевин Луман и его коллеги воздерживаются от точной классификации
новооткрытого объекта. Они отмечают, что звезда-предшественница белого
карлика WD-0806-661 в юности (где-то полтора миллиарда лет назад) вдвое
превосходила Солнце по массе. Поэтому она вполне могла родиться в
окружении газо-пылевого диска, который и дал начало гигантской газовой
планете массой в семь Юпитеров. Правда, эта планета не могла возникнуть
на столь гигантском расстоянии от звезды, однако она была в состоянии
мигрировать на орбиту куда большего радиуса по сравнению с
первоначальным.
Однако авторы статьи рассматривают и другую возможность, которую они
считают куда более интересной. По их мнению, WD-0806-661B может быть не
планетой, а несостоявшейся звездой из семейства коричневых карликов, возникшей одновременно со своим партнером WD-0806-661, нынешним белым карликом. Именно эта версия отражена в заголовке статьи.
Эта альтернатива вызвала любопытную дискуссию в астрономическом
сообществе. Дело в том, что коричневыми карликами принято считать
звезды, которые в силу малости своей массы не способны стабильно
поддерживать реакцию термоядерного горения основного изотопа водорода.
Правда, в их недрах может зажигаться дейтерий, однако его запасов
хватает ненадолго. Как показывают вычисления, верхний предел масс
коричневых карликов составляет 75, а нижний — 13 масс Юпитера. Газовые
сгустки с меньшими массами при нормальном гравитационном коллапсе не
достигают даже температуры поджога дейтерия. Поэтому они не могут
получать энергию от каких-либо термоядерных реакций и, таким образом, не
имеют права называться звездами. А объект WD-0806-661B вообще тянет
всего на семь юпитерианских масс, что почти вдвое меньше нижней границы
масс коричневых карликов. Откуда же он черпает энергию?
Только что в астрономической блогосфере появилась гипотеза,
объясняющая эту загадку. Ее выдвинули профессор физики университета
Северного Мэриленда (Northern Maryland University) Джеймс Фулхарди
(James Foolhardy) и астроном из того же университета Роберт А. Симплтон
(Robert A. Simpleton). Они апеллируют к работе, которая 8 марта 2002 года появилась в журнале Science
и сразу же вызвала ожесточенные споры в научной среде. Ее авторы
утверждали, что им удалось осуществить реакцию термоядерного синтеза на
несложной установке, построенной в Окриджской национальной лаборатории.
Давно известно, что под воздействием ультразвука в жидкости образуются
мельчайшие пузырьки, которые мгновенно схлопываются, сильно
разогреваются и испускают очень короткие световые вспышки. Этот
физический эффект называется сонолюминесценцией.
Инженер-ядерщик Рузи Талеярхан и его коллеги решили использовать его
для запуска термоядерной реакции. Они пропускали ультразвук через
цилиндрический сосуд с охлажденным жидким ацетоном, в молекулах которого
водород был заменен на его тяжелый изотоп — дейтерий. Формула обычного
ацетона C3H6O, следовательно его «тяжелый» аналог — это C3D6O.
Новизна эксперимента заключалась в том, что контейнер с ацетоном
обрабатывали пучками быстрых нейтронов. В статье Талеярхана и соавторов
утверждалось, что в облученной жидкости возникло вторичное нейтронное
излучение, а также появилось некоторое количество ядер трития,
сверхтяжелого нестабильного изотопа водорода.
Такой результат в принципе можно объяснить тем, что пары внутри
пузырьков нагрелись примерно до десяти миллионов градусов. При подобной
температуре возможен термоядерный синтез трития из ядер дейтерия, причем
этот процесс как раз и должен сопровождаться испусканием нейтронов.
Физики из Ок-Риджа именно так и истолковали свои результаты. Однако их
работа подверглась весьма жесткой критике и сочтена, мягко говоря,
неубедительной.
Теперь эту идею возродили Фулхарди и Симплтон — уже на космическом
уровне. Они считают, что при гравитационном коллапсе межзвездного газа с
содержанием дейтерия выше среднего уровня при определенных условиях
могут возникать самофокусирующиеся ударные волны, вызывающие в зонах
схождения волновых фронтов резкий локальный нагрев среды. Ссылаясь на
свои (неопубликованные) расчеты, они утверждают, что этот механизм может
обеспечить в недрах объекта, подобного WD-0806-661B, нагрев газа до
600–700 тысяч кельвинов, что уже достаточно для термоядерного поджога
дейтерия. Если это объяснение справедливо, то WD-0806-661B вполне может
считаться полноправным коричневым карликом, несмотря на малую массу.
Источник: K. L. Luhman, A. J. Burgasser, J. J. Bochanski. Discovery Of A Candidate For The Coolest Known Brown Dwarf // The Astrophysical Journal Letters. 2011. V. 730.
См. также:
R. P. Taleyarkhan, C. D. West, J. S. Cho, R. T. Lahey Jr., R. I. Nigmatulin, R. C. Block. Evidence for Nuclear Emissions During Acoustic Cavitation // Science. 2002. V. 295. P. 1868–1873.