Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba naukowcy odkryli właśnie, jak dotąd najmniejszego brązowego karła. Odkrycie jest zaskakujące, bowiem zidentyfikowany przez badaczy brązowy karzeł ma masę zaledwie 3-4 razy większą od masy Jowisza.
Naukowcy z Pennsylvania State University od lat starają się odpowiedzieć na pytanie, jakie są najmniejsze obiekty powstające w ten sam sposób, w jaki powstają gwiazdy. Nowo odkryty obiekt jest jak na razie absolutnym rekordzistą.
Obiekt znaleziono w gromadzie gwiazd IC 348 oddalonej od nas o około 1000 lat świetlnych w kierunku obszaru gwiazdotwórczego w gwiazdozbiorze Perseusza. Sama gromada ma zaledwie pięć miliardów lat. To właśnie ten względnie młody wiek umożliwił odkrycie. W tym wieku bowiem wszelkie brązowe karły są wciąż względnie jasne w zakresie promieniowania podczerwonego, bowiem wciąż wypromieniowują ciepło towarzyszące ich powstaniu.
Czytaj także: Brązowy karzeł: gwiazda czy nie gwiazda? Co o nim wiadomo?
Korzystając z kamery NIRCam zainstalowanej na pokładzie teleskopu i obserwującej w zakresie bliskiej podczerwieni, naukowcy zidentyfikowali wszystkie potencjalne brązowe karły w gromadzie, a następnie skupili się na najciekawszych z nich. Dzięki wyjątkowym zdolnościom teleskopu Jamesa Webba udało się dojrzeć w gromadzie więcej brązowych karłów niż kiedykolwiek wcześniej za pomocą innych instrumentów obserwacyjnych. Szczegółowa analiza wszystkich zidentyfikowanych obiektów pozwolił na wyodrębnienie trzech obiektów, których temperatura wynosi od 800 do 1500 stopni Celsjusza, a których masa wynosi od 3 do 8 mas Jowisza. Co więcej, wszystko wskazuje na to, że najmniej masywny z nich ma masę zaledwie 3-4 mas Jowisza.
Odkrycie takiego obiektu jest dla naukowców trudnym orzechem do zgryzienia. Im masywniejszy obłok gazu, tym większa grawitacja, tym łatwiej utworzyć z niego gwiazdę. Im mniejsza masa obłoku, tym trudniej zapaść mu się pod wpływem grawitacji, aby utworzyć brązowego karła, szczególnie tak małomasywnego, jak odkryty przez astronomów w Perseuszu.
Warto pamiętać, że w tym zakresie mas naukowcy powszechnie znajdują także masywne egzoplanety. Powstaje zatem pytanie o różnice między planetami a brązowymi karłami o tej samej masie. Naukowcy zwracają uwagę na to, że dwa z trzech analizowanych brązowych karłów wykazują obecność w widmie niezidentyfikowanego węglowodoru. Co jeszcze ciekawsze, ten sam węglowodór znaleziono także w atmosferze Saturna i jego największego księżyca, Tytana.
Tutaj pojawia się jeden problem. Wszelkie dotychczasowe modele atmosfer brązowych karłów w ogóle nie przewidują istnienia takich węglowodorów. Możliwe jednak, że mogą one istnieć na najmniejszych brązowych karłach, które dopiero teraz odkrywamy.
Teoretycznie można podejrzewać, że mamy tutaj do czynienia z tak zwaną swobodną planetą, która została wyrzucona ze swojego układu planetarnego wskutek interakcji grawitacyjnych z innymi planetami. Problem jednak w tym, że większość gwiazd w IC 348 to gwiazdy o bardzo niskiej masie, a tym samym w ich otoczeniu nie mogą powstawać planety o masie kilkukrotnie większej od masy Jowisza. Co więcej, w tak młodej gromadzie, wokół tak młodych gwiazd, planeta o takiej masie nie miałaby nawet czasu, aby się uformować. Siłą rzeczy najprawdopodobniejszym rozwiązaniem pozostaje zatem brązowy karzeł.
W najbliższym czasie naukowcy planują poszukać innych mało masywnych brązowych karłów. Tym razem badania skupią się na zewnętrznych obrzeżach gromady gwiazd, gdzie takich obiektów powinno być najwięcej. Im więcej uda się ich znaleźć, tym lepiej będziemy w stanie je poznać.