Астрономы нашли новый способ отличать гигантские планеты от коричневых карликов

Астрономы десятилетиями сталкивались с проблемой различения гигантских планет и коричневых карликов – объектов, которые по массе превосходят планеты, но недостаточно велики, чтобы запустить термоядерные реакции, как у звезд. Эти космические «двойники» часто имеют схожие температуры, яркость и даже химический состав атмосфер, что делает их классификацию крайне сложной.

Теперь ученые нашли ключ к решению этой проблемы, им оказалась скорость вращения. В исследовании, представленном в журнале The Astronomical Journal, астрономы показали, что гигантские экзопланеты вращаются значительно быстрее, чем коричневые карлики.

«Наша работа стала крупнейшим на сегодняшний день исследованием скоростей вращения напрямую наблюдаемых экзопланет и коричневых карликов. Мы проанализировали данные для 6 планет и 25 коричневых карликов, полученные с помощью высокоточной спектроскопии обсерватории Кека на Гавайях», – рассказывают авторы открытия.

Метод основан на эффекте Доплера: при вращении объекта спектральные линии его излучения «растягиваются». Это позволяет определить скорость вращения даже у удаленных миров. Объединив новые данные с предыдущими исследованиями, астрономы выявили четкую закономерность: гигантские планеты вращаются ближе к своей предельной скорости, так называемой скорости разрушения, тогда как коричневые карлики значительно медленнее.

«Мы считаем, что причина кроется в механизмах формирования. Планеты возникают в протопланетных дисках вокруг звезд, где взаимодействие с газом и пылью влияет на их угловой момент. Коричневые карлики же могут формироваться как звезды – из коллапсирующих газовых облаков. Их мощные магнитные поля действуют как «тормоз», замедляя вращение», – отметили авторы открытия.

Интересно, что коричневые карлики, находящиеся в системах со звездами, вращаются еще медленнее, чем свободно плавающие объекты. Это указывает на влияние окружающей среды на их эволюцию.

Ученые считают, что скорость вращения может стать важным инструментом для различения этих классов объектов и понимания их происхождения. В будущем они планируют изучить вращение «бродячих» планет без звезд-хозяев и исследовать связь между вращением, химическим составом и историей формирования планетных систем.