این تلسکوپ فضایی جیمز وب در یک مطالعه دقیق از سحابی NGC 1333، شش جهان سرکش، از جمله سبک‌ترین جهان کشف شده با یک دیسک غبارآلود کشف کرده است.
این یافته‌ها نظریه‌های سنتی شکل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها را به چالش می‌کشند و نشان می‌دهند که اجرام فقط بزرگ‌تر از آن هستند مشتری می تواند به روشی مشابه ستاره ها شکل بگیرد. داده‌ها همچنین نشان می‌دهند که این اجرام آسمانی، اغلب غول‌های گازی با جرمی چند برابر مشتری، از طبقه‌بندی‌های سنتی سرپیچی می‌کنند و به طور بالقوه می‌توانند دارای سیستم‌های کوچک سیاره‌ای خود باشند.
کشف دنیاهای سرکش
تلسکوپ فضایی جیمز وب شش دنیای سرکش ممکن، از جمله سبک‌ترین دنیایی که تا به حال با یک دیسک گرد و غبار در اطراف آن شناسایی شده است، شناسایی کرده است. جهان‌های سرکش اجرامی با جرم سیاره‌ای هستند که توسط گرانش هیچ ستاره‌ای محدود نشده‌اند.
اجرام گریزان شواهد جدیدی ارائه می‌دهند که نشان می‌دهد همان فرآیندهای کیهانی که ستارگان را به دنیا می‌آورند نیز ممکن است نقش مشترکی در ایجاد اجرام کمی بزرگ‌تر از مشتری داشته باشند.
آدام لانگولد، نویسنده اصلی، اخترفیزیکدان دانشگاه جان هاپکینز، می گوید: «ما در حال بررسی محدودیت های فرآیند تشکیل ستاره هستیم. اگر جسمی دارید که شبیه مشتری جوان است، آیا ممکن است در شرایط مناسب به ستاره تبدیل شود؟ این زمینه مهمی برای درک تشکیل ستاره و سیاره است.
مشاهدات سحابی NGC1333
این یافته‌ها از عمیق‌ترین مطالعه‌ی وب بر روی سحابی جوان NGC 1333، خوشه‌ای ستاره‌زایی در فاصله‌ی هزار سال نوری از ما در صورت فلکی برسائوس به دست آمده است. تصویر جدیدی از این مطالعه که امروز توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) نشان می دهد که چگونه NGC 1333 با نمایش های چشمگیر غبار و ابرهای بین ستاره ای می درخشد. مقاله ای با جزئیات نتایج این مطالعه برای انتشار پذیرفته شده است مجله نجومی.
داده‌های وب نشان می‌دهد که جهان‌های کشف‌شده غول‌های گازی ۵ تا ۱۰ برابر بزرگ‌تر از مشتری هستند. این بدان معناست که آنها از جمله اجرام کم‌جرمی هستند که تاکنون از فرآیندی رشد کرده‌اند که معمولاً ستاره‌ها و کوتوله‌های قهوه‌ای را تولید می‌کند، اجرامی در مرز بین ستاره‌ها و سیارات که هرگز همجوشی هیدروژنی را مشتعل نمی‌کنند و در طول زمان محو می‌شوند.
“ما از حساسیت بی سابقه وب در طول موج های فروسرخ برای جستجوی ضعیف ترین اعضای یک خوشه ستاره ای جوان استفاده کردیم و به دنبال پاسخ به یک سوال اساسی در نجوم بودیم: چگونه جسمی مانند یک ستاره می تواند شکل بگیرد؟” و نویسنده ارشد مطالعه. به نظر می رسد که کوچکترین اجرام شناور آزاد که به صورت ستاره تشکیل می شوند با سیارات فراخورشیدی غول پیکری که به دور ستاره های مجاور می چرخند، همپوشانی دارند.
مفاهیم برای سیستم های سیاره کوچک
مشاهدات این تلسکوپ اجرام با جرم کمتر از پنج مشتری را نشان نداد، اگرچه آنها حساسیت کافی برای تشخیص چنین اجسامی را دارند. نویسندگان نتیجه می‌گیرند که این یک نشانه قوی است که هر اجرام ستاره‌ای سبک‌تر از این آستانه احتمالاً به شکل سیارات شکل می‌گیرند.
مشاهدات ما تأیید می کند که طبیعت اجسام با جرم سیاره ای را حداقل به دو روش مختلف تولید می کند – از فروپاشی ابری از گاز و غبار، نحوه شکل گیری ستارگان، و در دیسک های گاز و غبار اطراف ستاره های جوان، مانند مشتری در ما. جایاوردهانا گفت.
پتانسیل برای سیستم های سیاره ای مینیاتوری
جالب‌ترین اجرام بدون ستاره نیز سبک‌ترین اجرام است که جرم آن پنج مشتری (حدود 1600 زمین) است. لانگولد، یکی از همکاران فوق دکتری در گروه جایاوردهانا، گفت که وجود یک دیسک غبارآلود به این معنی است که تقریباً به طور قطع این جرم به عنوان یک ستاره تشکیل شده است، زیرا غبار کیهانی معمولاً در مراحل اولیه تشکیل ستاره به دور یک جسم مرکزی می چرخد.
دیسک‌ها همچنین پیش نیازی برای تشکیل سیاره هستند که نشان می‌دهد مشاهدات ممکن است پیامدهای مهمی برای سیارات بالقوه «مینی» نیز داشته باشد.
الکس شولز، اخترفیزیکدان دانشگاه سنت اندروز، یکی از نویسندگان این مقاله می گوید: «این اجرام کوچک با جرمی قابل مقایسه با سیارات غول پیکر ممکن است بتوانند به تنهایی سیاره های خود را تشکیل دهند. این می تواند مهد کودکی برای یک منظومه سیاره ای مینیاتوری باشد، در مقیاسی بسیار کوچکتر از منظومه شمسی ما.
مطالعه کوتوله های قهوه ای و سیستم های دوتایی
ستاره شناسان با استفاده از ابزار NIRISS وب، مشخصات نور مادون قرمز (یا طیف) هر جسم را در قسمت مشاهده شده خوشه اندازه گرفتند و 19 کوتوله قهوه ای شناخته شده را دوباره تجزیه و تحلیل کردند. آنها همچنین یک کوتوله قهوه‌ای جدید با همدمی با جرم سیاره‌ای کشف کردند، کشف نادری که نظریه‌های نحوه تشکیل سیستم‌های دوتایی را به چالش می‌کشد.
جایاوردهانا گفت: «چنین جفتی احتمالاً مانند سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی، از ابری که در هنگام فروپاشی تکه تکه شده، شکل گرفته‌اند. “تنوع سیستم هایی که طبیعت ایجاد کرده است قابل توجه است و ما را وادار می کند تا مدل های خود را از شکل گیری ستاره ها و سیاره ها اصلاح کنیم.”
معنی اجرام آسمانی شناور آزاد
جهان های سرکش ممکن است از ابرهای مولکولی در حال فروپاشی که فاقد جرم برای همجوشی هسته ای است که ستارگان را نیرو می دهد، سرچشمه می گیرند. آنها همچنین می توانند زمانی تشکیل شوند که گاز و غبار موجود در دیسک های اطراف ستارگان در گلبول های سیاره مانندی که در نهایت احتمالاً به دلیل برهم کنش های گرانشی با اجسام دیگر به بیرون پرتاب می شوند، تشکیل شوند.
این اجسام شناور آزاد طبقه بندی ابر اجرام آسمانی هستند زیرا جرم آنها با غول های گازی و کوتوله های قهوه ای همپوشانی دارد. اگرچه چنین اشیایی در آن نادر تلقی می شوند راه شیری کهکشان، داده های جدید وب نشان می دهد که آنها نشان دهنده حدود 10 درصد اجرام آسمانی در خوشه ستاره ای هدف هستند.
در ماه‌های آینده، این تیم بیشتر اتمسفر اجرام کم‌نور را مطالعه کرده و آنها را با کوتوله‌های قهوه‌ای سنگین‌تر و سیارات غول‌پیکر گازی مقایسه خواهد کرد. آنها همچنین در تلسکوپ وب وقت گرفتند تا اجرام مشابه با دیسک های غبارآلود را مطالعه کنند تا امکان تشکیل منظومه های کوچک سیاره ای مشابه سیاره های مشتری و مشتری را بررسی کنند. زحلبسیاری از ماه ها
مرجع: “بررسی طیف‌سنجی عمیق JWST/NIRISS برای کوتوله‌های قهوه‌ای جوان و سیارات شناور آزاد” 27 اوت 2024، مجله نجومی.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad6f0c
نویسندگان دیگر کورالکا موژیچ و دانیل کاپلا از دانشگاه لیسبون هستند. لویک آلبرت، رنه دویون و دیوید لافرنیر از دانشگاه مونترال. لورا فلگ از جانز هاپکینز؛ متیو دو فوریو از دانشگاه تگزاس در آستین؛ داگ جانستون از مرکز تحقیقاتی هرزبرگ برای نجوم و اخترفیزیک؛ و مایکل مایر از دانشگاه میشیگان، آن آربور.
بررسی طیف‌سنجی عمیق کوتوله‌های قهوه‌ای جوان و سیارات شناور آزاد از تصویرگر مادون قرمز نزدیک و طیف‌نگار بدون شکاف (NIRISS) در تلسکوپ فضایی جیمز وب استفاده می‌کند. ناساآژانس فضایی اروپا و آژانس فضایی کانادا.
نویسندگان از حمایت شورای تاسیسات علم و فناوری UKRI، Fundação para a Ciência ea Tecnologia (FCT)، بنیاد ملی علوم ایالات متحده و شورای تحقیقات ملی کانادا قدردانی می کنند.
