NASA'nın SPHEREx uzay aracını kullanarak astronomlar "başarısız yıldız" olarak da bilinen kahverengi cücelerden oluşan bir topluluğu inceledi.
Bu tuhaf gök cisimleri gezegenler ve yıldızlar arasında bir yerde duruyor; kütleleri Jüpiter'in 13 ila 80 katı arasında, yani Güneş'in 0,013 ila 0,08 katı arasında. Yıldızlar gibi gaz ve toz bulutlarının çökmesiyle oluşuyorlar ama çekirdeklerinde hidrojenin helyuma dönüşmesi için yeterli kütleyi toplayamıyorlar. Bu füzyon süreci gerçek yıldızları besliyor; yetersiz kaldığı için "başarısız yıldız" lakabını alıyorlar.
Bu oluşum süreci kahverengi cüceleri aynı zamanda kozmik yalnızlar yapıyor; ana yıldızın ışığından yoksun olarak uzayın karanlığında tek başlarına dolaşıyorlar. Bu betimleme Type O Negative'in "Black No. 1" şarkısındaki sözleri andırıyor olabilir. Yeni çalışmanın liderine göre bu benzetme yerinde; kimyasal açıdan bu karanlık ve bulutlu dünyaların atmosferleri Güneş Sistemi'ndeki gaz devlerinin atmosferlerine benziyor.
California Institute of Technology'den Zafar Rustamkulov bir açıklamada "Biraz gotikler" dedi. "Ötegezegenlerin aksine, serbest dolaşan kahverengi cüceler tamamen bağımsız gök cisimleridir ve sonsuza dek yalnız solup gidecekler. Ne kadar karmaşık olduklarını hâlâ öğreniyoruz."
Rustamkulov, Dünya yörüngesinden SPHEREx'in — adının açılımı Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer — Dünya atmosferindeki su tarafından emildiği için yerdeki teleskoplarla neredeyse imkânsız görülen ışık dalga boylarını gördüğünü ekledi. Bu, kahverengi cüceleri aydınlatmak için önemli.
"Gökyüzünün her yerinde kahverengi cücelerin derin, kırmızı bulutlarından gelen ışığı yakalıyoruz" dedi.
Kahverengi cücelerden oluşan bir orman
Kahverengi cüceler 1990'larda keşfedilmelerinden bu yana bir ölçüde gizemli kaldı; içlerinde gerçekleşen küçük miktardaki nükleer füzyon sadece zayıf bir parıltı yaymalarına neden oluyor. Bu yüzden bileşimleri, fırtınaları ve evrimleri hakkındaki anlayışımız büyük ölçüde teoriye dayanıyor.
Bu gözlemsel karanlığı aydınlatmak için ekip SPHEREx verilerine yöneldi. Gözlerimizin görebildiği en derin kırmızıdan görünmez kızılötesi ışığa kadar 102 dalga boyunu kapsayan bir ışık spektrumunda 37 yakın kahverengi cüceyi inceledi. Bu yerel başarısız yıldızlar, kahverengi cüceler için tam sıcaklık aralığını kapsıyordu; 4.000 Fahrenheit'ten eksi 10 Fahrenheit'e, yani 2.200 ila eksi 20 santigrat dereceye.
Güneş'in sıcaklığı yaklaşık 10.000 Fahrenheit, yani 5.500 santigrat derece olduğuna göre kahverengi cücelerin oldukça soğuk çalıştığını söylemek mümkün.
SPHEREx'in gördüğü kahverengi cüce spektrumları ekibin atmosferlerinin kimyasal olarak su, karbondioksit, karbon monoksit ve metan bakımından zengin olduğunu belirlemesini sağladı.
Ekip üyesi Caltech'ten J. Davy Kirkpatrick "Bu moleküllerin imzalarını görüyoruz ve bunların tüm sıcaklık rejimi boyunca nesneden nesneye nasıl değiştiğini görüyoruz" dedi. "Makalemiz sadece üç düzineyle sınırlı kaldı ama analiz sürecinde olduğumuz binlerce tane daha var."
"Evrenin kahverengi cücelerin çeşitliliği üzerindeki sınırlarının ne olduğunu gerçekten görmek istiyorum."
Tüm renkler
Kahverengi cüceler NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu ve kurumun artık emekli olan Spitzer Uzay Teleskobu da dahil olmak üzere diğer teleskoplarla rutin olarak gözlemlendi. Ancak SPHEREx'in geniş dalga boyu kapsamı bu başarısız yıldızları gözlemlemede özellikle kullanışlı kıldı. Bu, atmosferleri yaşlandıkça ve soğudukça değişmeyi bekleyen astronomlar için iyi bir haber.
Araştırmacılar SPHEREx tarafından gözlemlenen bazı kahverengi cücelerin bulutlarının temizlendiği ve metan bakımından zengin atmosferler oluşturduğu aşırı değişim aşamasında olduğunu buldu.
Ekip kahverengi cüceler hakkında önemli yeni ayrıntılar keşfetmiş olabilir ama bu tuhaf gök cisimleri söz konusu olduğunda hâlâ mecazi anlamda gizemler sokağında.
"En güncel modeller genel kimyasal eğilimi yakalıyor ancak bu bulutlu geçişler söz konusu olduğunda modeller verilerle eşleşmekte zorlanıyor" dedi Rustamkulov. "Hiçbir iki kahverengi cüce birbirine benzemiyor. Aynı sıcaklıkta bile spektrumları oldukça farklı görünüyor."
"Bu yolculuk birçoğumuzu kazara meteorolog yaptı. Kendi gezegenimizdeki havayı tahmin etmenin ne kadar zor olduğunu biliyoruz ve bu tuhaf, soğuk cisimlerde gördüğümüz olayları açıklamanın da aynı derecede zor olacağını fark ediyoruz" dedi Kirkpatrick. "Bulgular daha fazla bu karanlık dünyaları keşfetmek için bir çağrı niteliğinde."
Astronomlar bu çağrıya yanıt verirken ben bu yazıya Bauhaus'un gotik klasiği "Bela Lugosi is Dead"i nasıl yerleştirebileceğimi düşünüyorum.
Ekip araştırması 28 Eylül'de The Astrophysical Journal'da yayımlandı.
