Астрономы нашли пять сверхтяжелых коричневых карликов, массы которых находятся вблизи предела, выше которого объект становится звездой и начинает сжигать водород в своем ядре. Первоначально их обнаружил космический телескоп TESS, который фиксировал прохождения карликов по диску их звезд-хозяев, в дальнейшем открытие подтвердили наземные телескопы. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Коричневые карлики представляют собой объекты, которые тяжелее планет-гигантов, но легче маломассивных звезд. Нижний предел массы, при котором могут идти реакции синтеза с участием дейтерия в ядре карлика, составляет 13 масс Юпитера, а верхний предел, при котором объект становится достаточно массивным, чтобы начали протекать реакции синтеза с участием водорода, равен 80 массам Юпитера. Однако эти границы нечеткие, поскольку пределы по массе зависят от химического состава объекта. Еще одним свойством коричневых карликов является их относительно низкая частота появления на близких орбитах у звезд главной последовательности по сравнению с планетами-гигантами и другими звездами. Это может быть связано с механизмом их формирования, который может различаться для маломассивных и массивных карликов, с возможной границей вблизи 42,5 массы Юпитера. Разобраться в том, какие могут быть пределы по массе коричневых карликов, и какие модели их формирования более реальны, помогают данные наблюдений, которых не хватает.

Группа астрономов во главе с Ноланом Гривсом (Nolan Grieves) из Женевского университета сообщила об открытии пяти новых коричневых карликов в системах TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 и TOI-1213. Первоначально их обнаружил космический телескоп TESS, который фиксировал транзиты карликов по диску их звезд-хозяев, в дальнейшем это было подтверждено на четырех наземных телескопах.

Ученые выяснили, что найденные коричневые карлики имеют орбитальные периоды от 4,8 до 27,2 дня, массы от 77 до 98 масс Юпитера и радиусы от 0,81 до 1,66 радиуса Юпитера. Массы карликов попадают в широкие границы предела начала термоядерного синтеза с участием водорода в ядре (~73-96 масс Юпитера), что делает их очень тяжелыми объектами в своем классе. Возраст TOI-587 составляет 0,2 миллиарда лет, а TOI-681 — 0,17 миллиарда лет, они обладают относительно большим радиусом по сравнению с другими карликами аналогичной массы. Более старые TOI-148 и TOI-746 обладают меньшими радиусами. Исследователи также нашли доказательства наличия приливного захвата для TOI-148 и TOI-746, а также приливной циркуляризации для TOI-148. Все новооткрытые объекты пополнят известную выборку коричневых карликов и маломассивных звезд с достаточно точно измеренными параметрами, что позволит проверить модели их формирования и эволюции.