Dünyadan yaklaşık 1.400 ışık yılı uzaklıkta bulunan alev bulutsu, 1 milyondan daha düşük bir yıldız oluşumu yatağıdır. Alev bulutsusu içinde, o kadar küçük nesneler var ki, çekirdekleri asla tam teşekküllü yıldızlar-kahverengi cüceler gibi hidrojeni kaynaştıramayacak.
Genellikle “başarısız yıldızlar” olarak adlandırılan kahverengi cüceler, zamanla yıldızlardan çok loş ve çok daha serin hale gelir. Bu faktörler, çoğu teleskopla kahverengi cüceleri gözlemlemeyi imkansız olmasa bile, güneşten kozmik olarak kısa mesafelerde bile zorlaştırır. Bununla birlikte, çok genç olduklarında, hala nispeten daha sıcak ve daha parlaktırlar ve bu nedenle bu durumda alev bulutsusunu içeren belirsiz, yoğun toz ve gaza rağmen gözlemlenmesi daha kolaydır.
NASA’nın James Webb uzay teleskopu bu yoğun, tozlu bölgeyi delebilir ve genç kahverengi cücelerden gelen zayıf kızılötesi parıltıyı görebilir. Bir gökbilimciler ekibi bu yeteneği alev bulutsu içindeki kahverengi cücelerin en düşük kütle sınırını keşfetmek için kullandı. Sonuç, Jüpiter kütlesinin 0,5 katına kadar hassas olmalarına rağmen, Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık iki ila üç katı serbest yüzen nesneler olduğunu buldular.
Austin’deki Texas Üniversitesi’nden baş çalışma yazarı Matthew de Furio, “Bu projenin amacı, yıldız ve kahverengi cüce oluşum sürecinin temel düşük kütleli sınırını araştırmaktı. Webb ile en hafif ve en düşük toplu nesneleri araştırabiliyoruz.” Dedi.
Araştırma şurada yayınlandı Astrofizik dergi mektupları.
Daha küçük parçalar
Takımın aradığı düşük kütleli sınır, parçalanma adı verilen bir süreçle belirlenir. Bu süreçte, hem yıldızların hem de kahverengi cücelerin doğduğu büyük moleküler bulutlar, daha küçük ve daha küçük birimlere veya parçalara ayrılır.
Parçalanma, sıcaklık, termal basınç ve yerçekimi arasındaki denge en önemlileri arasındadır. Daha spesifik olarak, fragmanlar ağırlık kuvveti altında daraldıkça çekirdekleri ısınır. Bir çekirdek yeterince büyükse, hidrojeni kaynaştırmaya başlayacaktır.
Bu füzyon tarafından oluşturulan dış basınç yerçekimine karşı koyar, çöküşü durdurur ve nesneyi (daha sonra yıldız olarak bilinir) stabilize eder. Bununla birlikte, çekirdekleri kompakt olmayan ve hidrojeni yakacak kadar sıcak olmayan fragmanlar, iç ısılarını yaydıkları sürece büzülmeye devam eder.
Michigan Üniversitesi’nden Michael Meyer, “Bu bulutların soğutulması önemlidir, çünkü yeterli iç enerjiniz varsa, bu yerçekimi ile mücadele edecek” diyor Michigan Üniversitesi Michael Meyer. “Bulutlar verimli bir şekilde soğuyorsa, çöküyor ve parçalanıyorlar.”
Bir parça kendi radyasyonunu yeniden emecek kadar opak hale geldiğinde parçalanma durur, böylece soğutmayı durdurur ve daha fazla çökmeyi önler. Teoriler, bu parçaların alt sınırını bir ve on Jüpiter kütlesi arasında herhangi bir yere yerleştirdi. Bu çalışma, Webb’in nüfus sayımı, bulutsu içindeki farklı kitlelerin parçalarını saydığı için önemli ölçüde küçülmektedir.
“Önceki birçok çalışmada bulunduğu gibi, daha düşük kitlelere giderken, aslında Jüpiter kütlesinin yaklaşık on katına kadar daha fazla nesne elde edersiniz. James Webb uzay teleskopu ile çalışmamızda, Jüpiter kütlesinin 0,5 katına kadar duyarlıyız ve Jüpiter’in kütlesinin on katına çıktığınızda, De Furio.
“On-Jupiter-kütle nesnelerinden daha az beş Jüpiter kütlesi nesnesi buluyoruz ve beş Jupiter-kütle nesnesinden daha az üç-Jupiter kütlesi nesnesi buluyoruz. Gerçekten iki veya üç Jüpiter kütlesinin altında herhangi bir nesne bulamıyoruz ve orada olduklarında görmeyi umuyoruz, bu yüzden bunun sınırlı olabileceğini hipotezize ediyoruz.”
Meyer ekledi, “Webb, ilk kez, bu sınıra kadar ve ötesinde araştırabildi. Eğer bu sınır gerçekse, gezegen olarak oluşturulmadıkları ve daha sonra gezegensel bir sistemden çıkarılmadıkça, Samanyolu galaksimizde serbest yüzen herhangi bir jüpiter kütlesi nesnesi olmamalıdır.”
Hubble’ın mirası üzerine bina
Kahverengi cüceler, onları bulmanın zorluğu göz önüne alındığında, özellikle yıldız oluşumunda ve hem yıldızlara hem de gezegenlerle benzerlikleri göz önüne alındığında, yıldız oluşumunda ve gezegensel araştırmalarda bir zengin bilgi var. NASA’nın Hubble Uzay Teleskopu onlarca yıldır bu kahverengi cüceler için avlanıyor.
Hubble, alev bulutsusundaki kahverengi cüceleri Webb’in yapabileceği kadar düşük bir kitleye gözlemleyemese de, daha ileri çalışma için adayların tanımlanmasında çok önemliydi. Bu çalışma, Webb’in batonu-Orion moleküler bulut kompleksinden Hubble verilerinin-ve derinlemesine araştırmayı mümkün kıldığını nasıl aldığına bir örnektir.
De Furio, “Bu işi yapmak, kahverengi cücelere on Jüpiter kitlesine bile, özellikle böyle bölgelerde on Jüpiter kitlesine bakarak gerçekten zor. Ve son 30 yıl boyunca mevcut Hubble verilerinin olması, bunun hedeflenecek gerçekten yararlı bir yıldız oluşturan bölge olduğunu bilmemize izin verdi.” De Furio.
Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü’nden gökbilimci Massimo Robberto, “Bu, Hubble’dan neler olup bittiğini anlamak arasındaki yeteneklerimizde kuantum bir sıçrama. Webb gerçekten bu nesneleri anlayan tamamen yeni bir olasılık alanı açıyor.”
Bu ekip, tozlu kozasındaki farklı nesneleri daha da karakterize etmek için Webb’in spektroskopik araçlarını kullanarak alev bulutsusunu incelemeye devam ediyor.
Meyer, “Gezegen olabilecek şeyler ve çok, çok düşük kütle kahverengi cüceler arasında büyük bir örtüşme var.” “Ve önümüzdeki beş yıl içinde bu bizim işimiz: hangisinin hangisi ve neden olduğunu anlamak.”
