Το ρεκόρ «αποτυχημένο αστέρι» εντόπισε το JWST

Μια ομάδα που χρησιμοποίησε το διαστημικό τηλεσκόπιο James

Webb

(JWST) εντόπισε το μικρότερο άστρο καφέ νάνου που επιπλέει ελεύθερα που έχει καταγραφεί ποτέ και δύο άλλα «αποτυχημένα αστέρια». Βρίσκονται σε ένα αστρικό σμήνος που απέχει μόλις 1.000 έτη φωτός από τη Γη και δεν σχετίζεται με ένα μητρικό αστέρι. Τα ευρήματα ήταν

δημοσιεύτηκε στις 13 Δεκεμβρίου στο

Astronomical Journal


και μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να προσδιορίσουν καλύτερα τα όρια μεταξύ άστρων και πλανητών.

[Related:


A Jupiter-sized dwarf star burns half as hot as a campfire


.]

Αποτυχημένα αστέρια

Καφέ νάνοι

είναι ουράνια

σώμα

τα που έχουν μεγαλύτερη μάζα από τους

πλανήτες

, αλλά όχι τόσο μεγάλα όσο τα αστέρια. Σχηματίζονται όπως τα αστέρια, γίνονται αρκετά πυκνά ώστε να καταρρεύσουν υπό το βάρος της δικής τους βαρύτητας, αλλά ποτέ δεν γίνονται τόσο πυκνά και ζεστά ώστε να αρχίσουν να συντήκουν το υδρογόνο που χρειάζεται για να μετατραπεί σε αστέρι. Αυτός είναι ο λόγος που παίρνουν το παρατσούκλι “αποτυχημένα αστέρια”.

ο

καφέ νάνος JWST

το spotted έχει μάζα περίπου οκτώ φορές μεγαλύτερη από αυτή του πλανήτη Δία. Εν τω μεταξύ, το μικρότερο από αυτά τα αστέρια έχει μάζα περίπου τριπλάσια από αυτή του Δία, κάτι που προκαλεί

τρέχουσες θεωρίες

για το πώς σχηματίζονται αυτοί οι τύποι ουράνιων σωμάτων. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν το JWST για να προσπαθήσουν να προσδιορίσουν ποια είναι τα μικρότερα ουράνια αντικείμενα που μπορούν να σχηματιστούν με τρόπο που μοιάζει με αστέρι.

«Μια βασική ερώτηση που θα βρείτε σε κάθε εγχειρίδιο αστρονομίας είναι, ποια είναι τα μικρότερα αστέρια; Αυτό προσπαθούμε να απαντήσουμε», ο συν-συγγραφέας της μελέτης και αστρονόμος του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια, Kevin Luhman.

είπε σε δήλωση

.

Καθαρίζοντας τους ουρανούς

Ο Luhman και η συνάδελφός του Catarina Alves de Oliveira ξεκίνησαν την αναζήτησή τους

αστρικό σμήνος IC 348

. Αυτή η ομαδοποίηση βρίσκεται μόνο περίπου 1.000 έτη φωτός μακριά στην περιοχή σχηματισμού άστρων του Περσέα. Το αστρικό σμήνος IC 348 είναι σχετικά νέο, στο

μόλις περίπου 5 εκατομμυρίων ετών

. Λόγω της ηλικίας του, τυχόν καφέ νάνοι που υπάρχουν θα εξακολουθούσαν να είναι σχετικά φωτεινοί στο υπέρυθρο φως και να λάμπουν από τη θερμότητα του σχηματισμού τους.

Απεικόνισαν το κέντρο του αστρικού σμήνους με JWST’s

Κάμερα κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία

(NIRCam) για να αναγνωρίσετε τυχόν υποψήφιους καφέ νάνους από τη φωτεινότητα και τα χρώματά τους. Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν τη διάταξη μικροδιαφράγματος στο τηλεσκόπιο

Φασματογράφος κοντά στο υπέρυθρο

(NIRSpec) για να δούμε τους πιο πολλά υποσχόμενους στόχους. Η ευαισθησία του JWST στο υπέρυθρο φως επέτρεψε στην ομάδα να ανιχνεύσει πιο αμυδρά αντικείμενα από άλλα επίγεια τηλεσκόπια.

Μείωσαν το αστρικό σμήνος σε

τρεις πιθανούς στόχους

. Όλα τα αστέρια ζύγιζαν τρεις έως οκτώ μάζες του Δία και είχαν επιφανειακές θερμο

κρασί

ες που κυμαίνονταν από 1.500 έως 2.800 βαθμούς Φαρενάιτ. Σύμφωνα με τα μοντέλα υπολογιστών της ομάδας, ο μικρότερος στόχος ήταν μόνο τρεις έως τέσσερις φορές το μέγεθος του Δία και μπορεί να προσφέρει ενδείξεις για τη διαδικασία σχηματισμού άστρων.

[Related:


Two tiny

stars

fit into an orbit smaller than our sun


.]

«Είναι πολύ εύκολο για τα σημερινά μοντέλα να φτιάξουν γιγάντιους πλανήτες σε έναν δίσκο γύρω από ένα αστέρι», ερευνά η συν-συγγραφέας της μελέτης και αστρονόμος της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) Catarina Alves de Oliveira της ESA.

είπε σε δήλωση

. «Αλλά σε αυτό το σμήνος, θα ήταν απίθανο αυτό το αντικείμενο να σχηματίστηκε σε δίσκο, αντί να σχηματιστεί σαν αστέρι, και οι τρεις μάζες του Δία είναι 300 φορές μικρότερες από τον Ήλιο μας. Πρέπει λοιπόν να ρωτήσουμε, πώς λειτουργεί η διαδικασία σχηματισμού άστρων σε τόσο πολύ, πολύ μικρές μάζες;»

Ένα περίεργο μόριο

Οι μικροσκοπικοί καφέ νάνοι μπορούν επίσης να βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα τους εξωπλανήτες επειδή οι μικρότεροι καφέ νάνοι επικαλύπτονται με τους μεγαλύτερους γνωστούς εξωπλανήτες. Ενώ γενικά αναμένεται να έχουν κάποιες παρόμοιες ιδιότητες, ένας καφέ νάνος που επιπλέει ελεύθερα είναι πιο εύκολο να μελετηθεί από έναν γιγάντιο εξωπλανήτη. Η λάμψη του αστέρα που φιλοξενεί κρύβει γενικά γιγάντιους εξωπλανήτες, καθιστώντας τους πιο δύσκολο να παρατηρηθούν.

Δύο από τους καφέ νάνους σε αυτή τη μελέτη έχουν επίσης στοιχεία για έναν μη αναγνωρισμένο υδρογονάνθρακα, ένα μόριο που αποτελείται τόσο από άτομα υδρογόνου όσο και από άτομα άνθρακα. της NASA

Η αποστολή Cassini εντόπισε την ίδια υπέρυθρη υπογραφή

στην ατμόσφαιρα του Κρόνου και του φεγγαριού του Τιτάνα και στο αέριο ανάμεσα στα αστέρια.

«Είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύουμε αυτό το μόριο στην ατμόσφαιρα ενός αντικειμένου έξω από το ηλιακό μας σύστημα», δήλωσε ο Alves de Oliveira. «Τα μοντέλα για ατμόσφαιρες καφέ νάνων δεν προβλέπουν την ύπαρξή του. Εξετάζουμε αντικείμενα με μικρότερες ηλικίες και μικρότερη μάζα από ποτέ, και βλέπουμε κάτι νέο και απροσδόκητο».

Η κρίση ταυτότητας αστεριού ή πλανήτη

Το ερώτημα παραμένει αν οι καφέ νάνοι θεωρούνται αστέρια ή απατεώνες πλανήτες που εκτινάχθηκαν από πλανητικά συστήματα. Αυτή η ομάδα υποστηρίζει ότι οι καφέ νάνοι σε αυτή τη μελέτη είναι

πιθανότατα καφέ νάνοι αστέρες

και όχι ένας εκτινασσόμενος πλανήτης.

Αν και η θεωρία των αδίστακτων πλανητών δεν μπορούσε να αποκλειστεί εντελώς, είναι απίθανο. Τα περισσότερα αστέρια στο σμήνος IC 348 είναι χαμηλής μάζας και η ομάδα πιστεύει ότι είναι

απίθανο να είναι σε θέση να παράγουν τεράστιους πλανήτες

. Το σμήνος μπορεί επίσης να μην είχε αρκετό χρόνο κατά τη διάρκεια των 5 εκατομμυρίων ετών ύπαρξής του για να σχηματιστούν αέριοι γίγαντες και να εκτιναχθούν από τα πλανητικά τους συστήματα.

Η εύρεση περισσότερων αντικειμένων όπως αυτοί οι καφέ νάνοι θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποσαφήνιση της κατάστασής τους ως αστέρια ή πλανήτες. Ορισμένες θεωρίες προτείνουν ότι οι απατεώνες πλανήτες είναι πιο πιθανό να εντοπιστούν στα περίχωρα ενός αστρικού σμήνου. Η επέκταση της περιοχής αναζήτησης μπορεί να αποκαλύψει εάν υπάρχουν εντός του IC 348. Η μελλοντική έρευνα θα μπορούσε επίσης να πάρει

μεγαλύτερες έρευνες

που μπορεί να μαζέψει πιο αμυδρά και μικρότερα αντικείμενα.