Altı yeni haydut dünyada, Webb Teleskobu daha fazla yıldız doğum ipucu buldu

James Webb Uzay Teleskobu, gezegen benzeri kütlelere sahip ancak herhangi bir yıldızın yer çekiminden bağımsız olan altı muhtemel haydut dünya tespit etti. Bunlardan biri, etrafında tozlu bir disk bulunan ve şimdiye kadar tespit edilen en hafif olanıydı.

Yakalanması zor olan bu nesneler, yıldızların oluşumuna neden olan aynı kozmik süreçlerin, Jüpiter’den sadece biraz daha büyük nesnelerin oluşumunda da ortak bir rol oynayabileceğine dair yeni kanıtlar sunuyor.

Johns Hopkins Üniversitesi’nde astrofizikçi olan baş yazar Adam Langeveld, “Yıldız oluşum sürecinin sınırlarını araştırıyoruz,” dedi. “Genç bir Jüpiter’e benzeyen bir nesneniz varsa, doğru koşullar altında bir yıldıza dönüşmesi mümkün olabilir mi? Bu, hem yıldız hem de gezegen oluşumunu anlamak için önemli bir bağlamdır.”

Bulgular, Perseus takımyıldızında yaklaşık bin ışık yılı uzaklıkta bulunan bir yıldız oluşum kümesi olan genç bulutsu NGC1333’ün Webb tarafından yapılan en derin araştırmasından geliyor. Araştırmadan yeni bir görüntü Avrupa Uzay Ajansı tarafından bugün yayımlandı NGC1333’ün yıldızlar arası toz ve bulutların dramatik görüntüleriyle parladığını gösteriyor. Araştırmanın bulgularını ayrıntılarıyla anlatan bir makale yayınlanmak üzere kabul edildi Astronomi Dergisi.

Webb’in verileri, keşfedilen dünyaların Jüpiter’den 5-10 kat daha büyük gaz devleri olduğunu gösteriyor. Bu, bunların genellikle yıldızlar ve kahverengi cüceler üreten bir süreçten büyüdüğü bulunan en düşük kütleli nesneler arasında olduğu anlamına geliyor. Bu nesneler, hidrojen füzyonunu asla ateşlemeyen ve zamanla kaybolan yıldızlar ve gezegenler arasındaki sınırın üzerinde yer alıyor.

“Genç bir yıldız kümesinin en sönük üyelerini aramak için Webb’in kızılötesi dalga boylarındaki benzeri görülmemiş hassasiyetini kullandık ve astronomideki temel bir soruyu ele almaya çalıştık: Hafif bir nesne bir yıldız gibi nasıl oluşabilir?” dedi Johns Hopkins Provost’u, astrofizikçi ve çalışmanın kıdemli yazarı Ray Jayawardhana. “Yıldızlar gibi oluşan en küçük serbest yüzen nesnelerin kütle olarak yakındaki yıldızların etrafında dönen dev dış gezegenlerle örtüştüğü ortaya çıktı.”

Teleskopun gözlemleri, bu tür cisimleri tespit etmek için yeterli duyarlılığa sahip olmalarına rağmen beş Jüpiter kütlesinden daha düşük hiçbir nesne ortaya çıkarmadı. Yazarlar, bunun bu eşikten daha hafif olan herhangi bir yıldız nesnesinin gezegenlerin oluştuğu şekilde oluşma olasılığının daha yüksek olduğuna dair güçlü bir gösterge olduğunu sonucuna vardılar.

Jayawardhana, “Gözlemlerimiz, doğanın en az iki farklı şekilde gezegen kütlesi nesneleri ürettiğini doğruluyor: gaz ve toz bulutunun büzülmesiyle, yıldızların oluşumuyla ve kendi güneş sistemimizdeki Jüpiter’in yaptığı gibi, genç yıldızların etrafındaki gaz ve toz diskleriyle,” dedi.

Yıldızsız nesnelerin en ilgi çekici olanı aynı zamanda en hafif olanıdır ve tahmini kütlesi beş Jüpiter’dir (yaklaşık 1.600 Dünya). Jayawardhana’nın grubunda doktora sonrası araştırmacı olan Langeveld, tozlu bir diskin varlığının nesnenin neredeyse kesinlikle bir yıldız gibi oluştuğu anlamına geldiğini, çünkü uzay tozunun genellikle yıldız oluşumunun erken aşamalarında merkezi bir nesnenin etrafında döndüğünü söyledi.

Disklerin aynı zamanda gezegenlerin oluşumu için de bir ön koşul olması, gözlemlerin potansiyel “mini” gezegenler için de önemli çıkarımlar içerebileceğini düşündürüyor.

“Dev gezegenlere benzer kütlelere sahip bu minik nesneler kendi gezegenlerini oluşturabilirler,” diyor St Andrews Üniversitesi’nde astrofizikçi olan ortak yazar Aleks Scholz. “Bu, güneş sistemimizden çok daha küçük bir ölçekte minyatür bir gezegen sisteminin fidanlığı olabilir.”

Webb’deki NIRISS aletini kullanarak gökbilimciler, yıldız kümesinin gözlenen kısmındaki her nesnenin kızılötesi ışık profilini (veya spektrumunu) ölçtüler ve bilinen 19 kahverengi cüceyi yeniden analiz ettiler. Ayrıca, ikili sistemlerin nasıl oluştuğuna dair teorilere meydan okuyan nadir bir bulgu olan, gezegensel kütleli bir yoldaşı olan yeni bir kahverengi cüce keşfettiler.

Jayawardhana, “Böyle bir çiftin, ikili yıldız sistemlerinin yaptığı gibi, bir bulutun daralırken parçalanmasıyla oluşmuş olması muhtemeldir,” dedi. “Doğanın ürettiği sistemlerin çeşitliliği dikkat çekicidir ve bizi yıldız ve gezegen oluşumu modellerimizi geliştirmeye iter.”

Serseri dünyalar, yıldızları güçlendiren nükleer füzyon için kütleye sahip olmayan çöken moleküler bulutlardan kaynaklanabilir. Ayrıca, yıldızların etrafındaki disklerdeki gaz ve toz, muhtemelen diğer gövdelerle olan kütle çekimsel etkileşimler nedeniyle, sonunda yıldız sistemlerinden dışarı atılan gezegen benzeri kürelere dönüştüğünde de oluşabilirler.

Bu serbestçe yüzen nesneler, kütleleri gaz devleri ve kahverengi cücelerle örtüştüğü için gök cisimlerinin sınıflandırmalarını bulanıklaştırır. Bu tür cisimler Samanyolu galaksisinde nadir olarak kabul edilse de, yeni Webb verileri bunların hedeflenen yıldız kümesindeki gök cisimlerinin yaklaşık %10’unu oluşturduğunu göstermektedir.

Önümüzdeki aylarda ekip, sönük nesnelerin atmosferlerini daha fazla inceleyecek ve bunları daha ağır kahverengi cüceler ve gaz devi gezegenlerle karşılaştıracak. Ayrıca, Jüpiter ve Satürn’ün sayısız uydusuna benzeyen mini gezegen sistemleri oluşturma olasılığını araştırmak için tozlu disklere sahip benzer nesneleri incelemek üzere Webb teleskopunda zaman kazandılar.

Diğer yazarlar arasında Universidade de Lisboa’dan Koraljka Mužić ve Daniel Capela; Université de Montréal’den Loïc Albert, René Doyon ve David Lafrèniere; Johns Hopkins’den Laura Flagg; Austin’deki Teksas Üniversitesi’nden Matthew de Furio; Herzberg Astronomi ve Astrofizik Araştırma Merkezi’nden Doug Johnstone; ve Michigan Üniversitesi, Ann Arbor’dan Michael Meyer bulunmaktadır.