ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ КАК У ЮПИТЕРА НА СОСЕДНЕМ ХОЛОДНОМ КАРЛИКЕ

Ультрахолодные карлики находятся на границе между звёздами и планетами. Это семейство включает звёзды очень малой массы, коричневые карлики и объекты планетной массы — все холоднее примерно 2700 кельвинов, то есть достаточно холодные, чтобы в их атмосферах конденсаты собирались в облакоподобные структуры. С тех пор как в 2001 году радиоизлучение таких объектов было открыто случайно, оно выявило магнитные поля в несколько тысяч гауссов. Примерно 15–20% из них — «радиояркие».

Их радиосигнал часто состоит из двух частей: ровного, «спокойного» свечения и ярких вращающихся импульсов с сильной круговой поляризацией. Импульсы приписывают процессу, называемому электронной циклотронной мазерной неустойчивостью, — тому же, что питает радиосияния Юпитера и Сатурна.

Два вида сияний на Юпитере

На Юпитере радиосияния исходят из двух главных источников. Первый — главный овал, кольцо сияния вокруг каждого магнитного полюса, питаемое токами, связанными с диском плазмы, вращающимся вместе с планетой. Второй связан со спутниками планеты, прежде всего с Ио: двигаясь сквозь замагниченную плазму Юпитера, спутник возбуждает токи вдоль силовых линий магнитного поля, соединяющих его с планетой. Их называют активными силовыми линиями.

LSPM J0036+1821 — карлик спектрального класса L на расстоянии 8,7 парсека (около 28 световых лет), известный как источник радиоволн с 2002 года. Исследование 2008 года уже обнаружило, что его импульсы повторяются примерно каждые 3,08 часа. Более ранние снимки также намекали на возможного компаньона, так и не подтверждённого.

Три года прослушивания

Д. Мартин-Карреро (D. Martín-Carrero), Х. К. Гирадо (J.C. Guirado) и их коллеги из Университета Валенсии вместе с партнёрами из Центра астробиологии в Мадриде, Тринити-колледжа в Дублине, Обсерватории Лоуэлла, Американского музея естественной истории и Университета Колорадо объединили наблюдения 2019–2023 годов:

• 8,7-часовой сеанс на Very Large Array на частотах 8–12 ГГц 7 декабря 2021 года;
• множество более коротких сеансов на двух сетях удалённых радиоантенн, объединённых в один инструмент, — European VLBI Network и Very Long Baseline Array;
• мониторинг в видимом свете спутником TESS.

Во все эпохи источник выглядит как одна точка. Самые чёткие изображения ограничивают излучающую область размером меньше примерно 0,025 астрономической единицы.

Геометрия, лучше всего описывающая радиоимпульсы: главный авроральный овал вокруг каждого магнитного полюса (голубой) и одна активная силовая линия (фиолетовая); каждая излучает радиоволны полыми конусами. Масштаб не соблюдён. — Рисунок 7, Martín-Carrero et al. (2026), arXiv:2610.09854.

Часы с точностью до секунды

Радиоимпульсы дают период вращения 3,07941 ± 0,00020 часа; видимый свет по данным TESS — 3,07908 ± 0,00038 часа. Значения согласуются, с точностью около одной секунды. По словам авторов, лишь у немногих ультрахолодных карликов вращение измерено так точно и в радио-, и в видимом диапазоне.

Импульсы сохраняют одну и ту же форму на протяжении лет и на разных инструментах. В одной круговой поляризации за оборот наблюдаются два пика, один сильнее другого; в противоположной поляризации — один пик между ними. Излучение не обрывается вплоть до 12 ГГц, что означает магнитное поле более 4,3 килогаусса.

Одно кольцо, одна активная линия

Ни главный овал в одиночку, ни одна лишь активная силовая линия не воспроизводят импульсы: каждый из вариантов даёт симметричные кривые блеска. Поэтому команда подогнала гибридную модель, вдохновлённую Юпитером:

• главный овал даёт стабильный вклад, включая бо́льшую часть более слабого пика;
• одна активная силовая линия создаёт более сильный, переменный пик и импульс противоположной поляризации.

Подгонка указывает на магнитную ось, наклонённую лишь примерно на 3,6 градуса к оси вращения, при взгляде почти с экватора.

За 8,7-часовой сеанс один пик ослаб примерно с 600 до 300 микроянских, а другой вырос примерно со 150 до 350. Эти «качели» объясняются крошечными изменениями: либо угол раскрытия конуса излучения смещается на долю градуса, либо активная линия сдвигается по долготе на 7–8 градусов от одного оборота к другому. Те же «качели» видны и в данных 2008 года, примерно на 15 лет раньше.

Скрытый компаньон?

На Юпитере движущаяся активная линия — подпись Ио, обращающегося вокруг планеты. Здесь ту же роль мог бы играть близкий компаньон — в пределах нескольких радиусов карлика. Но авторы подчёркивают, что работают и другие сценарии, вовсе без компаньона: например, сгустки газа и пыли, захваченные во вращающийся плазменный тор, или более сложное магнитное поле. Ранее сообщённый кандидат в компаньоны, на расстоянии около 0,78 астрономической единицы, не обнаружен в радиодиапазоне (ниже 21 микроянского) и в любом случае был бы слишком далеко для взаимодействия по типу Ио. Различить сценарии должны более длительные и более широкополосные радионаблюдения.