Gökbilimciler, yer tabanlı ve uzay tabanlı teleskopların gücünü birleştirerek, Dünya’dan yaklaşık 55 ışıkyılı uzaklıkta küçük bir yıldızın yörüngesinde dönen, bir yıldız ile bir gezegen arasında yer alan bir tür nesne olan yeni bir kahverengi cüce keşfettiler. Ek olarak, kızılötesi gözlemler parlaklığında farklılıklar ortaya çıkardı; bu da kahverengi cücenin atmosferinde bulutların ve fırtınaların oluşmakta ve hareket ediyor olabileceğini akla getiriyor.
Samanyolu galaksimizde en yaygın yıldız türü, M cücesi veya kırmızı cüce olarak bilinen küçük, soğuk yıldızdır. Galaksimizdeki yıldızların yarısından fazlasını oluştururlar. M cüceleri doğası gereği sönük olduğundan, kaçının yoldaş olarak gezegenlere veya kahverengi cücelere sahip olduğunu belirlemek zor olmuştur. Kahverengi cüceler normal yıldızlar gibi parlayamayacak kadar hafif olmasına rağmen gezegenlerden daha ağırdır, dolayısıyla ikisi arasındaki boşluğu doldururlar. Bu tür yoldaşların ne sıklıkta bulunduğunu ve hangi kütlelere sahip olduklarını anlamak, yıldızların ve gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini öğrenmek için çok önemlidir.
Astrobiyoloji Merkezi, California Eyalet Üniversitesi Northridge ve Johns Hopkins Üniversitesi liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, Dünya’dan yaklaşık 55 ışıkyılı uzaklıkta bulunan, yakındaki bir M cüce LSPM J1446+4633’ün (bundan sonra J1446 olarak anılacaktır) yörüngesinde dönen bir kahverengi cüce yoldaşı keşfetti (Şekil 1).
Arkadaşı J1446B, Jüpiter’in yaklaşık 60 katı bir kütleye sahiptir ve ev sahibi yıldızının yörüngesinde, Dünya-güneş mesafesinin 4,3 katı uzaklıkta dönerek bir yörüngesini yaklaşık 20 yılda tamamlar. Ek olarak, yakın kızılötesi gözlemler, yaklaşık %30’luk parlaklık değişimlerini ortaya çıkardı; bu da kahverengi cüce üzerindeki olası bulut aktivitesini veya atmosferik sirkülasyonu işaret ediyor.
“Subaru/IRD Stratejik Programı II’den Yoldaşlar için Doğrudan Görüntüleme Araştırmaları; Yakındaki bir Orta-M-cüce LSPM J1446+4633 çevresinde bir Kahverengi-cüce Yoldaşın Keşfi” başlıklı çalışma, şu adreste yayınlandı: Astronomi Dergisi.
Japonya Astrobiyoloji Merkezi araştırmacısı ve çalışmanın baş yazarı Taichi Uyama, “Bu uzak nesnelerin hava durumunu incelemek, yalnızca atmosferlerinin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda güneş sisteminin ötesindeki yaşam gezegenleri için daha geniş araştırmalarımıza da bilgi veriyor” diyor.
Bu keşfin anahtarı birbirini tamamlayan üç gözlem tekniğinin birleşimiydi: (1) Subaru Teleskobu üzerinde Kızılötesi Doppler (IRD) kullanılarak hassas radyal hız ölçümleri, (2) WM Keck Gözlemevi ile doğrudan görüntüleme ve (3) Gaia uzay aracıyla ev sahibi yıldızın hareketinin astrometrik ölçümleri.
Ekip, üç veri setini birlikte analiz ederek yoldaşın kütlesini ve yörüngesini doğru bir şekilde belirledi (Şekil 2). Özellikle Subaru Telescope’un stratejik programından (IRD-SSP) elde edilen altı yıllık veriler çok önemliydi. Radyal hız verileri tek başına kütle ve yörünge eğimi arasındaki yozlaşmayı ortadan kaldıramaz, ancak doğrudan görüntüleme ve Gaia astrometrisinin eklenmesi bu belirsizliği çözer.
Önceki çalışmalar, yoldaşları tespit etmek ve karakterize etmek için Hipparcos ve Gaia astrometrisini doğrudan görüntülemeyle birleştirmenin gücünü göstermişti. Ancak Hipparcos, J1446 gibi sönük kırmızı cücelerin konumlarını ölçemedi. Bu çalışma, yalnızca Gaia verilerini böyle bir sisteme uygulayan ve kahverengi cüce yoldaşın yörüngesini ve dinamik kütlesini başarıyla sınırlayan ilk çalışmadır.
Bu keşif, kahverengi cüce oluşumu senaryolarının ve atmosferik modellerin test edilmesi için kritik bir kıyaslama sağlıyor. Gelecekteki gözlemler, araştırmacıların bu ilgi çekici nesnenin hava durumunu haritalandırmasına bile olanak tanıyabilir. Bu sonuç, güneş sistemimizin ötesindeki gizli dünyaları ortaya çıkarmak için yer tabanlı ve uzay tabanlı teleskopları birleştirmenin gücünü vurguluyor.
