Gözlemevi, binlerce yakalanması zor kahverengi cüceyi tespit ederek Samanyolu’nun gizemlerini çözmeye hazırlanıyor

Kahverengi cücelerin hak ettikleri sevgiyi görmediklerini iddia edebilirsiniz. Bazen “başarısız yıldızlar” olarak anılırlar, güneşimiz de dahil olmak üzere tüm yıldızlara güç veren nükleer füzyonu sürdürmek için yeterli kütleye sahip değillerdir. Ancak gezegen olarak kabul edilmek için de çok büyüktürler, bazıları Jüpiter’in kütlesinin 75 katına sahiptir.

Bu bilindik gök cisimleri kategorilerinden birine tam olarak uymasa da, kahverengi cüceler Samanyolu’nu oluşturan süreçlere dair önemli ipuçları taşır. NSF–DOE Vera C. Rubin Gözlemevi yakında güneşin yerel komşuluğunun ötesinde daha önce hiç görülmemiş bir kahverengi cüce popülasyonunu ortaya çıkaracak ve bilim insanlarına ev galaksimizin tarihini ve evrimini haritalamak için daha fazla araç sağlayacak.

Rubin Gözlemevi, SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ile birlikte Rubin’i ortaklaşa işletecek olan NSF NOIRLab’ın bir programıdır.

“Kahverengi cüceler, sınıflandırmaya meydan okuyan bu tuhaf, ara nesnelerdir,” diyor NSF NOIRLab’da Yardımcı Astronom ve Rubin Gözlemevi Topluluk Bilim Ekibi üyesi Aaron Meisner. Yıldızlardan daha küçük olmalarının yanı sıra, kahverengi cüceler çok daha soğuktur ve yüzey sıcaklıkları yaklaşık 0 ila 2.000 santigrat derece (32 ila 3.600 Fahrenheit derece) arasındadır. Bu, görünür spektrumda çok fazla ışık üretmedikleri anlamına gelir, bu da onları optik teleskoplarla tespit etmeyi zorlaştırır.

Meisner, “Gerçekten soluk ve görülmesi zor nesnelerden oluşan bir denizde yüzüyor olabiliriz” dedi.

Kahverengi cüceleri sıra dışı ve yakalanması zor kılan aynı özellikler, onları bilim insanlarının Samanyolu galaksisinin oluşumunu ve evrimini çözmelerine yardımcı olmak için mükemmel adaylar haline getirir; bu, daha küçük, yakındaki galaksilerle birleşmelerden güçlü bir şekilde etkilenmiştir. Kahverengi cüceler, daha büyük, daha sıcak yıldızlardan daha uzun yaşam sürelerine sahiptir, bu nedenle erken evrende oluşan uzak kahverengi cüceler hala oradadır, büyük ölçüde değişmeden ve Samanyolu’nun tarihinin erken dönemlerinde değerli bilgiler içerir. Bilim insanları, bu eski kahverengi cücelerin özelliklerini inceleyerek, onları orijinal galaksilerine kadar izleyebilir ve Samanyolu yıldızlarının kozmik zaman içinde nasıl oluştuğuna dair herhangi bir değişikliği ortaya çıkarabilir.

Rubin’in Simonyi Survey Telescope’u, 2025’in sonlarından başlayarak on yıl boyunca Şili’deki Cerro Pachón’daki bakış noktasından gökyüzünü tarayacak. Rubin, dünyanın en büyük dijital kamerası olan LSST Kamera’yı kullanarak her birkaç gecede bir tüm görünür gökyüzünü kapsayan geniş, ayrıntılı görüntüler çekecek. Rubin’in altı kamera filtresi, geniş bir optik dalga boyu aralığından ve yakın kızılötesine ışık iletecek. Rubin’in yakın kızılötesi yeteneği, geniş görüş alanı ve uzayın derinliklerini görme yeteneğiyle birleştiğinde, onu kahverengi cüceler gibi çoğunlukla kızılötesi ışık yayan sönük nesnelerin güçlü bir dedektörü yapacak.

Stanford Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Christian Aganze, Rubin’in göreceği uzak kahverengi cücelere ilişkin ayrıntılı tahminlerde bulundu.

Rubin, kahverengi cücelerden gelen ışığı önceki görünür ışık araştırmalarından çok daha uzak mesafelerden yakalayacaktır. Pan-STARRS ve Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması gibi mevcut optik araştırmalar, esas olarak nispeten yakın olan kahverengi cüceleri keşfetmemize yardımcı olmuştur.

“Mevcut araştırmalar, Samanyolu’nun halesindeki eski kahverengi cüceler için güneşten yaklaşık 150 ışık yılı uzaklığa kadar gidiyor,” dedi Meisner. “Ancak Rubin bundan üç kat daha uzağı görebilecek.” Mesafedeki bu artış, bilim insanlarının bu kahverengi cüceleri bulup incelemeleri için mevcut toplam alan hacminde daha da büyük bir artış anlamına geliyor ve bilim insanlarına bu sönük nesnelerin şimdiye kadar sahip oldukları en büyük örneği sunuyor.

Meisner gibi araştırmacılar, bireysel olarak incelemek yerine popülasyon düzeyinde çalışabilecek kadar çok sayıda uzak kahverengi cüce bulma olasılığından heyecan duyuyorlar. Bu sayede farklı alt grupların özelliklerini karşılaştırabilir ve dağılımlarındaki kalıpları arayabilirler.

“Rubin, şimdiye kadar gördüğümüzden yaklaşık 20 kat daha büyük bir antik kahverengi cüce popülasyonunu ortaya çıkaracak,” dedi Meisner. “Bu, farklı kahverengi cücelerin Galaktik alt yapının hangi parçalarından geldiğini çözmemize olanak tanıyacak ve Samanyolu’nun popülasyonlarının nasıl oluştuğuna dair anlayışımızda büyük ilerlemelere yol açacak.”