Според различни оценки температурата на WISE 0855-0714 (https://en.wikipedia.org/wiki/WISE_0855%E2%88%920714) е в границите 225-260 градуса по скалата на Келвин, което съответствува на -48 до -13 градуса по скалата на Целзий. Това са стойности, типични за Антарктида. Човек може да живее, макар и не особенно комфортно, при подобни температури. За сравнение температурата на Юпитер е около 130 градуса по скалата на Келвин (-143 по скалата на Целзий), което е вече прекалено ниско за нас.
Друга разлика между WISE 0855-0714 и Юпитер е в източника им на енергия – първият обект свети само и изключително за сметка на собствената си гравитация, която го свива и при това той се нагрява; Юпитер черпи по-голямата част от енергията си от Слънцето – той просто преизлъчва това, което получава от вън. И докато Юпитер се намира в нашата собствена Слънчева система, WISE 0855-0714 броди немил-недраг сред нищото, на около 2.3 парсека (около 7.5 светлинни години) от нас. По-близо от него са само тройната система на Алфа Центавър (1.3 парсека, 4.4 светлинни години; https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_Centauri), звездата na Барнард (1.8 парсека, 6.0 светлинни години; https://en.wikipedia.org/wiki/Barnard%27s_Star) и двойнотo кафяво джудже Luh-16 (2.1 парсека, 6.5 светлинни години; https://en.wikipedia.org/wiki/Luhman_16). Вероятността толкова близо до Слънцето да се намират две кафяви джуджета (дори три, ако вземем под внимание, че Luh-16 е двойно) означава, че тяхната пространствена плътност в нашата Галактика е много висока, но те нямат висока светимост и е трудно да бъдат наблюдавани.
Именно ниската светимост беше причина WISE 0855-0714 да остане незабелязан до 2014 година, когато моят колега Кевин Луман (https://en.wikipedia.org/wiki/Kevin_Luhman) го откри с помощта на космическата обсерватория WISE (https://en.wikipedia.org/wiki/Wide-field_Infrared_Survey_Explorer). WISE е малък 40-см телескоп, изстрелян от НАСА през Декември 2009 година. За сравнение космическият телескоп Хъбъл (https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_Space_Telescope) има диаметър 2.4 метра, а неговият наследник Джеймс Уеб ще има 6.5-метрово главно огледало. WISE работи в така наречения среден-инфрачервен диапазон – електромагнитно излъчване с дължиниа на вълната между 3.4 и 22 микрона. Точно в този диапазон излъчват най-голямата част от енергията си студените обекти, подобни на WISE 0855-0714. Но това е само едната от двете причини, откриването му да трябва да чака до влизането в работа на този сравнително нов космически телескоп.
Другата, и бих казал, по-важната причина е в стратегията на наблюденията, който предполагат една и съща област от небето да бъде „гледана“ от телескопа веднъж на всеки (приблизително) шест месеца. Обектите в околността на Слънчевата система се разопознават най-надеждно по техните големи паралакси (https://en.wikipedia.org/wiki/Parallax) на небето. Класическият пример за обяснение на паралакса е да си представите, че пътувате с кола по шосе покрай не особено далечен планински масив, и минавате покрай дърво. Близките дървоета буквало ще „летят“ на фона на планината, а дърветата по самата планина ще си „стоят“ неподвижни, както и самата планина. Шосето от Бургас за Стара Загора, Сините скали край Сливен и кое да е крайпътно дърво вършат работа, ако искате конкретен пример. Именно големия паралакс помогна на Кевин да разпознае и да докаже, че WISE 0855-0714 се намира съвсем близо до нас, разбира се по космически мащаби (статията за откритието в свободен достъп: http://arxiv.org/abs/1404.6501).
Дълго време наблюденията от космоса в средния инфрачервен диапазаон оставаха единствените, по които можеше да се съди за свойствата на WISE 0855-0714. Опитите това кафяво джудже да бъде наблюдавано от Земята след 2-3 часа експозиция, включително и от един мой аспирант, не се увенчаха с успех (http://arxiv.org/abs/1408.5424, http://arxiv.org/abs/1410.5649). Първата детекция от наземен телескоп дойде от телескопа Магелан – кадърът, получен след пет часа интеграция от Джаки Фахърти и нейните колеги показа обект, макар и не статически значим (само 2.7-сигма), но на правилно място. Статията в свободен достъп може да се види на: http://arxiv.org/abs/1408.4671. Новото наблюдение съответствува на модели за свръхстуденти кафяви обекти, които имат водни облаци в атмосферата си. Като се има предвид температурата на повърхността на WISE 0855-0714, може да се поздравим – човчеството вече знае за ски-курорт извън Слънчевата система.
Миналата седмица донесе богат урожай от наблюдения на WISE 0855-0714: инфрачервена фотометрия от телескопа Хъбъл (за която ще пиша друг път; http://arxiv.org/abs/1605.05618) и първия инфрачервен спектър от телескопа Джемини на Хаваите, получен от Ендрю Скемер от Калифорнийския университет в Санта Круз и неговите колеги (http://arxiv.org/abs/1605.04902). Спектърът покрива диапазона между 4.5 и 5.2 микрона и е продукт на 14.4 часа интеграция, получени в рамките на 13 различни нощи през периода Декември 2015 – Януари 2016. Наблюденията са правени само когато влажността на въздуха е особенно ниска; обратното означава висок фон и ниска прозрачност на атмосферата – два фактора, затрудняващи наблюденията в средната инфрачервена област. От наблюдателна гледна точка резултатът е забележително постижение, за което изкренно поздравявам колегите.
Полученият спектър много интересен. За съжаление няма много обекти, с които можем да го сравняваме – другите обекти с температура, подобна на температурата на WISE 0855-0714 са прекалено далече и прекалено слаби за подобни наблюдения. Остава Юпитер, който обаче около 4.5-4.7 микрона показва абсорпция от молекулата на фосфина (PH3), а спектърът на WISE 0855-0714 в този диапазон е плосък. Ако атмосферата на Юпитер беше в състояние на развниовесие, всичкият фосфор в нея щеше да е окислен (под формата на P4O6). Наличието на фосфин доказва, че атмосферата на Юпитер е турбулентна и динамична, поради което в нея се смесват материали от горещата й вътрешна част и от студента й атмосфера. Случаят с WISE 0855-0714 изглежда не е такъв, но по-слабата турбуленция може да не е единствената причина за разликата между този обект и Юпитер.
Друга молекула, която би могла да ни каже нещо повече за атмосферата на WISE 0855-0714 е CH3D – метан, в който единият водороден атом е заменен с деутериев атом. Деутерият се разрушава при по-масивните обекти и наличието му може да бъде доказателство за ниската маса на WISE 0855-0714. За съжаление неговите линии съвпадат с линиите на водата, което усложнява анализа; Скемер и колегите му са се отказали от опити да измерят количеството му.
Новополученият спектър отваря простор за работа на теоретиците, но дава насока и на бъдещите усилия да се изследват наблюдателно подобни свръхстудени обекти – чрез спектроскопия в диапазона 4.5-5 микрона, където те са най-ярки. Спектри на няколко кафяви джуджета от спектрални класове L и T бяка получени с японския космически телескоп AKARI (http://arxiv.org/abs/1210.3828), още няколко са достъпни за най-големите съвременни наземни телескопи; останалите ще трябва да чакат изстрелването на Джеймс Уеб.
Valentin D. Ivanov 