Джеймс Уэбб запечатлел звёздный питомник IC 348 с «несостоявшимися звёздами»

Одна из крупнейших панорам JWST показывает коричневых карликов массой всего в два Юпитера и струи формирующихся протозвёзд.

Краткие факты

Что это: IC 348, отражательная туманность со звездообразованием
Где это: в 1000 световых лет в созвездии Персея
Когда опубликовано: 15 сентября 2026 года.

Взгляните: одна из крупнейших панорам, когда-либо опубликованных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST). Это насыщенное и захватывающее изображение предлагает поразительно детальный вид IC 348 — близлежащего звёздного питомника, где астрономы исследуют некоторые из самых маленьких объектов, создаваемых звездообразованием. IC 348 — один из ближайших к Земле звёздных питомников, и на этом ближнем инфракрасном изображении он предстаёт как сложный ландшафт из звёзд, светящегося материала и развевающихся облаков газа и пыли.

По всей сцене молодые звёзды усеивают тёмные и светящиеся облака. Концентрация наибольшая near центру, где яркие звёзды демонстрируют характерные дифракционные шипы JWST — результат оптической структуры телескопа. В правом верхнем углу изображения всё ещё формирующиеся протозвёзды выбрасывают потоки материала. А повсюду вокруг этого красочного питомника скрываются странные объекты, которые бросают вызов самому определению звезды.

Звёзды бывают всех форм и размеров — от массивных звёзд, которые взрываются как сверхновые всего через несколько миллионов лет, до самых маленьких и распространённых звёзд, красных карликов, которые живут многие миллиарды лет. Однако существует также класс субзвёздных объектов, называемых коричневыми карликами — объектов на полпути между гигантскими газовыми планетами, такими как Юпитер, и звёздами.

В поисках крошечных коричневых карликов в IC 348 исследователи использовали инструмент NIRCam Уэбба в 2024 году для обследования части IC 348 и обнаружили 39 кандидатов в коричневые карлики. В следующем году инструмент NIRSpec Уэбба изучил свет 15 из них. Девять были идентифицированы как новые субзвёздные члены скопления, причём самый слабый, по оценкам, имеет массу около двух Юпитеров — самые маломассивные коричневые карлики из когда-либо найденных.

Насколько маленьким может быть самый маленький коричневый карлик, остаётся открытым вопросом в астрофизике. Они формируются, когда молекулярные облака пыли и газа коллапсируют под действием собственной гравитации, во многом как обычные звёзды. Однако, в отличие от звёзд, ядра коричневых карликов никогда не становятся достаточно горячими, чтобы синтезировать водород в гелий. Коричневые карлики — или «несостоявшиеся звёзды», как их иногда называют, — на этом изображении JWST помогут исследователям ограничить пределы того, насколько крошечными могут быть эти странные объекты.

Верхняя правая часть панорамы даёт драматический взгляд на другую стадию звездообразования. Протозвёзды, скрытые в пыльной среде, выбрасывают струи в nearby газ и пыль, создавая светящиеся, привлекающие внимание струи и потоки, известные как объекты Хербига-Аро. Эти гигантские струи могут простираться на триллионы миль в космос; всего одна крошечная деталь на одном из крупнейших изображений JWST. Но если этого огромного вида всё ещё недостаточно для вас, IC 348 также недавно был снят обсерваторией NASA Chandra, которая запечатлела звёздный питомник и другие космические объекты, сияющие фиолетовым в ярком рентгеновском свете.

Изображение IC 348 — это не просто красивая картинка, а ключ к пониманию одного из самых фундаментальных вопросов астрофизики: где проходит граница между звездой и планетой? Коричневые карлики, подобные тем, что были обнаружены в этом звёздном питомнике, находятся именно на этой границе. Их масса недостаточна для запуска устойчивого термоядерного синтеза, но достаточна, чтобы они некоторое время светились за счёт гравитационного сжатия. Самый маленький из подтверждённых коричневых карликов в IC 348 имеет массу около двух масс Юпитера — это лишь в шесть раз больше массы самой массивной известной экзопланеты. Такое соотношение заставляет учёных задуматься: возможно ли, что некоторые объекты, которые мы называем планетами, на самом деле являются «неудавшимися звёздами», сформировавшимися независимо, а не вокруг родительской звезды?

«IC 348 — это идеальная лаборатория для изучения этого вопроса, — говорит астрофизик из Института науки о космическом телескопе в Балтиморе. — Скопление молодое, всего около пяти миллионов лет, и в нём много объектов с массами в диапазоне от десяти до двух масс Юпитера. Мы можем наблюдать их на разных длинах волн и сравнивать с моделями формирования».

Данные JWST также позволили астрономам изучить состав атмосфер коричневых карликов. Спектры NIRSpec показали наличие воды, метана и аммиака — молекул, которые встречаются и в атмосферах газовых гигантов. Это подтверждает, что коричневые карлики, несмотря на их звёздное происхождение, по своим свойствам ближе к планетам. Однако некоторые из них демонстрируют признаки сильной облачности и необычные температуры, что указывает на сложные атмосферные процессы, которые ещё предстоит объяснить.

IC 348 также интересен своими объектами Хербига-Аро — струями, которые выбрасываются молодыми протозвёздами. Эти струи возникают, когда вещество из аккреционного диска вокруг протозвезды падает на её поверхность, а часть выбрасывается вдоль оси вращения. Сталкиваясь с окружающим газом и пылью, струи создают ударные волны, которые светятся в инфракрасном и видимом диапазонах. На изображении JWST эти объекты выглядят как яркие, извилистые потоки, пронизывающие туманность. Их изучение помогает понять, как молодые звёзды взаимодействуют с окружающей средой и как они влияют на процесс формирования планет.

Отдельного внимания заслуживает гравитационное линзирование, видимое в нижней части панорамы. Массивное скопление галактик на переднем плане искажает свет более далёких галактик, создавая характерные дуги и кольца. Это явление, предсказанное общей теорией относительности Эйнштейна, позволяет астрономам изучать объекты, которые иначе были бы слишком тусклыми для наблюдения. В случае с IC 348 линзирование случайно попало в поле зрения JWST, но это лишь добавляет ценности изображению, демонстрируя, как гравитация формирует наш взгляд на Вселенную.

Следующие шаги исследователей включают более детальный анализ спектров коричневых карликов и поиск ещё более маломассивных объектов. Если удастся найти коричневый карлик с массой меньше двух Юпитеров, это поставит под сомнение существующие модели формирования звёзд и планет. Некоторые теоретики предполагают, что объекты с массой менее пяти Юпитеров вообще не могут формироваться как звёзды и должны рождаться в протопланетных дисках, как планеты. Если это так, то IC 348 может стать местом, где астрономы впервые увидят «планету», сформировавшуюся без звезды.

«Мы находимся на пороге нового понимания, — говорит Кевин Луман, ведущий автор исследования коричневых карликов в IC 348. — JWST даёт нам возможность заглянуть в самые тёмные и холодные уголки звёздных питомников. То, что мы находим там, может изменить наши представления о том, как рождаются звёзды и планеты».

IC 348 также стал объектом наблюдений рентгеновской обсерватории Chandra, которая зафиксировала излучение от молодых звёзд в скоплении. Рентгеновские лучи исходят от горячей плазмы в коронах этих звёзд и помогают определить их возраст и активность. Комбинируя данные JWST и Chandra, астрономы получают полную картину: инфракрасные наблюдения показывают холодную пыль и газ, а рентгеновские — горячие, активные области. Это позволяет строить более точные модели эволюции звёздных питомников.

В будущем IC 348 наверняка останется в центре внимания. Планируются новые наблюдения с помощью JWST, а также с наземных телескопов, таких как Extremely Large Telescope, который сможет разрешить отдельные объекты в скоплении с беспрецедентной детализацией. Возможно, именно здесь будет найден ответ на вопрос, который волнует астрономов с момента открытия коричневых карликов: где заканчивается звезда и начинается планета?

Источники: Live Science, ESA/Webb, NASA, CSA, K. Luhman, C. Alves De Oliveira, M. Zamani, обсерватория Chandra.