The James Webb Uzay Teleskobu NGC 1333 Bulutsusu’nun detaylı bir incelemesinde, tozlu bir diske sahip şimdiye kadar bulunan en hafif gezegen de dahil olmak üzere altı haydut dünya ortaya çıkarıldı.
Bu bulgular, yıldız ve gezegen oluşumu hakkındaki geleneksel teorilere meydan okuyarak, 100 cm’den biraz daha büyük nesnelerin ortaya çıktığını ortaya koyuyor. Jüpiter yıldızlara benzer şekilde oluşabilir. Veriler ayrıca, genellikle Jüpiter’in kütlesinin kat kat fazlası olan bu gök cisimlerinin, geleneksel sınıflandırmaları bulanıklaştırdığını ve potansiyel olarak kendi mini gezegen sistemlerini barındırabileceğini gösteriyor.
Rogue Worlds’un Keşfi
James Webb Uzay Teleskobu, etrafında tozlu bir disk bulunan şimdiye kadar tanımlanmış en hafifi de dahil olmak üzere altı olası haydut dünyayı tespit etti. Haydut dünyalar, gezegen benzeri kütlelere sahip ancak herhangi bir yıldızın yer çekiminden bağımsız nesnelerdir.
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.”
NGC1333 Bulutsusu’ndan Gözlemler
Bulgular, Perseus takımyıldızında yaklaşık bin ışık yılı uzaklıkta bulunan bir yıldız oluşum kümesi olan genç bulutsu NGC 1333’ün Webb tarafından yapılan en derin araştırmasından geliyor. Bugün yayınlanan araştırmadan yeni bir görüntü Avrupa Uzay Ajansı (ESA) NGC 1333’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, yıldızlar ve gezegenler arasındaki sınırın üzerinde yer alıyor ve asla hidrojen füzyonu ateşlemeyip zamanla kayboluyor.
“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 Dekanı Ray Jayawardhana, astrofizikçi ve çalışmanın kıdemli yazarı. “Yıldızlar gibi oluşan en küçük serbest yüzen nesnelerin kütle olarak yakındaki yıldızların etrafında dönen dev dış gezegenlerle örtüştüğü ortaya çıktı.”
Mini Gezegen Sistemleri İçin Sonuçlar
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 gezegensel kütleli nesneler 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.
Minyatür Gezegen Sistemlerinin Potansiyeli
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.
St Andrews Üniversitesi’nde astrofizikçi olan ortak yazar Aleks Scholz, “Dev gezegenlerle karşılaştırılabilir kütlelere sahip bu minik nesneler kendi gezegenlerini oluşturabilirler” dedi. “Bu, güneş sistemimizden çok daha küçük bir ölçekte minyatür bir gezegen sisteminin fidanlığı olabilir.”
Kahverengi Cüceler ve İkili Sistemler Üzerine Araştırma
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.”
Serbestçe Yüzen Gök Cisimlerinin Önemi
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 nesneler, Samanyolu Galaksi, yeni Webb verileri bunların hedef yıldız kümesindeki gök cisimlerinin yaklaşık %10’unu oluşturduğunu gösteriyor.
Önümüzdeki aylarda ekip, sönük nesnelerin atmosferlerini daha fazla inceleyecek ve bunları daha ağır kahverengi cüceler ve gaz devi gezegenlerle karşılaştıracak. Ayrıca, Jüpiter’in ve Jüpiter’inkine benzeyen mini gezegen sistemleri oluşturma olasılığını araştırmak için tozlu disklere sahip benzer nesneleri incelemek üzere Webb teleskopunda zaman kazandılar. Satürn‘nin sayısız uydusu.
Referans: “Genç Kahverengi Cüceler ve Serbest Yüzen Gezegenler için JWST/NIRISS Derin Spektroskopik Araştırması” 27 Ağustos 2024, Astronomi Dergisi.
Türkçe: DOI: 10.3847/1538-3881/ad6f0c
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.
Genç Kahverengi Cüceler ve Serbest Yüzen Gezegenler için Derin Spektroskopik Araştırma, James Webb Uzay Teleskobu’ndaki Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarık Olmayan Spektrograf (NIRISS) cihazını kullandı; bu, NASAAvrupa Uzay Ajansı ve Kanada Uzay Ajansı.
Yazarlar, UKRI Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi, Fundação para a Ciência ea Tecnologia (FCT), ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Kanada Ulusal Araştırma Konseyi’nin desteğini kabul etmektedir.