NASA’s SPHEREx продолжает удивлять астрономов: спектрограф исследовательского аппарата изучил целый ряд «неудавшихся звезд» — коричневых карликов — и позволил увидеть их атмосферы в спектрах, охватывающих 102 диапазона длин волн от красной видимой до инфракрасной. Всего в исследовании участвовали 37 ближайших коричневых карликов, охвативших температуру от примерно 2 200 до −20 °C и диапазон масс от 13 до 80 масс Юпитера, что между планетами и звездами. По задумке авторов такие тела формируются как звезды, но не достигают массы, достаточной для термоядерного синтеза. Это важная деталь контекста, объясняющая их как «неудавшиеся звезды» и их изоляцию во Вселенной. Исследование подчеркивает, что спектральные данные SPHEREx помогают выводить свойства атмосферы, которые ранее были доступны лишь теоретически.

По словам руководителя исследования Зафара Рустамкулова из Калифорнийского технологического института, «они типа гот»; свободно парящие коричневые карлики — независимые объекты, которые могут исчезнуть в бесконечности в одиночестве. Это подчёркивает, что атмосферы таких тел сложнее и разнообразнее, чем могло бы показаться по моделям. SPHEREx видит длины волн, которые земные телескопы пропускают из-за поглощения воды в атмосфере Земли, что позволяет вывести свет даже от очень холодных миров, включая эти тёмные объекты.

Исследование использовало данные SPHEREx для оценки спектров коричневых карликов и выявления наличия молекул в их атмосферах — воды, двуокиси углерода, моноокиси углерода и метана. Так отмечается, что сигнатуры этих молекул меняются от объекта к объекту по всему диапазону температур, и это открытие подкрепляется заявлениями членов команды, в частности Дж. Дэви Киркпатрика: «мы видим сигнатуры этих молекул и видоизменение их проявления»; впрочем полные наборы наблюдений насчитывают тысячи объектов, а не только три десятка, как в текущей работе. Это подчёркивает, что разнообразие карликов остаётся большой загадкой.

Авторы подчёркивают, что—even при схожем температурном диапазоне—кривые спектра разных карликов выглядят существенно различно. Модели, описывающие химические тенденции в атмосферах, улавливают общую картину, но при переходах между «облаками» модели часто не укладываются в наблюдаемые данные. Таким образом, учёные признают, что теория ещё не в состоянии полностью объяснить сложную динамику коричневых карликов и что каждое тело может обладать отдельной историей эволюции и облачными переходами.

Обозрение Atmospheres коричневых карликов остаётся важной задачей: при публикации работы отмечалось, что результаты насыщают понимание, но остаются на границе «тайны» и требуют дальнейшего наблюдения. Результаты были опубликованы 28 сентября в журнале The Astrophysical Journal, что подчёркивает важность этой работы для дальнейших исследований подобных объектов и призыв к продолжению наблюдений.