W­e­b­b­,­ ­i­z­o­l­e­ ­e­d­i­l­m­i­ş­ ­k­a­h­v­e­r­e­n­g­i­ ­c­ü­c­e­d­e­ ­o­l­a­s­ı­ ­k­u­t­u­p­ ­ı­ş­ı­k­l­a­r­ı­n­ı­n­ ­i­ş­a­r­e­t­l­e­r­i­n­i­ ­b­u­l­d­u­

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, muhtemelen üst atmosferindeki enerji nedeniyle metandan kızılötesi emisyona sahip kahverengi bir cüce (Jüpiter’den daha büyük ancak bir yıldızdan daha küçük bir nesne) buldular. Bu beklenmedik bir keşif çünkü kahverengi cüce W1935 soğuk ve bir ev sahibi yıldızı yok; bu nedenle üst atmosfer enerjisinin belirgin bir kaynağı yoktur. Ekip, metan emisyonunun aurora üreten süreçlerden kaynaklanabileceğini düşünüyor.

Bu bulgular şu anda sunulmaktadır: Amerikan Astronomi Topluluğu’nun New Orleans’taki 243. toplantısı.

Metandan gelen kızılötesi emisyonun gizemini açıklamaya yardımcı olmak için ekip güneş sistemimize yöneldi. Emisyondaki metan, Jüpiter ve Satürn gibi gaz devlerinde ortak bir özelliktir. Bu emisyona güç veren üst atmosfer ısınması auroralarla bağlantılıdır.

Dünya’da auroralar, güneşten uzaya fırlatılan enerjik parçacıklar Dünyanın manyetik alanı tarafından yakalandığında yaratılır. Dünya’nın kutuplarına yakın manyetik alan çizgileri boyunca atmosferimize doğru akıyorlar, gaz molekülleriyle çarpışıyorlar ve ürkütücü, dans eden ışık perdeleri yaratıyorlar. Jüpiter ve Satürn, güneş rüzgârıyla etkileşimi içeren benzer auroral süreçlere sahiptir, ancak aynı zamanda Io (Jüpiter için) ve Enceladus (Satürn için) gibi yakınlardaki aktif aylardan da auroral katkılar alırlar.

W1935 gibi izole edilmiş kahverengi cüceler için, auroral sürece katkıda bulunacak ve metan emisyonu için üst atmosferde gereken ekstra enerjiyi açıklayacak bir yıldız rüzgarının bulunmaması bir sırdır. Ekip, Jüpiter ve Satürn’ün atmosferik olayları gibi açıklanmayan iç süreçlerin ya da yıldızlararası plazma ya da yakınlardaki aktif bir ay ile dış etkileşimlerin emisyonun açıklanmasına yardımcı olabileceğini tahmin ediyor.

Bir dedektif hikayesi

Aurora’nın keşfi bir dedektif hikayesine benziyordu. New York’taki Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’nde gökbilimci olan Jackie Faherty liderliğindeki bir ekibe, 12 soğuk kahverengi cüceyi araştırmak için Webb teleskopu ile zaman verildi. Bunlar arasında Backyard Worlds Zooniverse projesinde çalışan vatandaş bilim insanı Dan Caselden tarafından keşfedilen bir nesne olan W1935 ve NASA’nın Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Gezgini kullanılarak keşfedilen bir nesne olan W2220 vardı.

Webb, W1935 ve W2220’nin kompozisyon açısından birbirinin yakın klonları gibi göründüğünü en ince ayrıntısına kadar ortaya çıkardı. Ayrıca su, amonyak, karbon monoksit ve karbondioksitin parlaklık, sıcaklık ve spektral özelliklerini de paylaşıyorlardı. Çarpıcı istisna, W2220’de gözlemlenen beklenen emme özelliğinin aksine, W1935’in metan emisyonu göstermesiydi. Bu, Webb’in benzersiz derecede duyarlı olduğu farklı bir kızılötesi dalga boyunda görüldü.

“Metan görmeyi bekliyorduk çünkü metan bu kahverengi cücelerin her yerinde var. Ancak ışığı absorbe etmek yerine tam tersini gördük: Metan parlıyordu. İlk düşüncem şuydu, ne oluyor? Metan emisyonu neden bu nesneden çıkıyor? ?” dedi Faherty.

Ekip, emisyonun arkasında ne olabileceğini anlamak için bilgisayar modellerini kullandı. Modelleme çalışması, W2220’nin atmosfer boyunca beklenen bir enerji dağılımına sahip olduğunu ve artan rakımla birlikte soğuduğunu gösterdi. W1935 ise şaşırtıcı bir sonuç elde etti. En iyi model, atmosferin rakım arttıkça ısındığı sıcaklığın tersine çevrilmesini destekliyordu.

İngiltere’deki Hertfordshire Üniversitesi’nden ortak yazar ve çalışmanın baş modelleyicisi Ben Burningham, “Bu sıcaklığın ters çevrilmesi gerçekten kafa karıştırıcı” dedi. “Bu tür bir fenomeni, yakınında stratosferi ısıtabilen bir yıldızın bulunduğu gezegenlerde gördük, ancak bunu bariz bir dış ısı kaynağı olmayan bir nesnede görmek çılgınca.”

Güneş sistemimizden ipuçları

Ekip ipuçları bulmak için arka bahçemizdeki güneş sistemimizdeki gezegenlere baktı. Gaz devi gezegenler, W1935’in atmosferinde 40 ışık yılından daha uzak bir mesafede olup bitenlerin vekilleri olarak hizmet edebilir.

Ekip, Jüpiter ve Satürn gibi gezegenlerde sıcaklık değişimlerinin belirgin olduğunu fark etti. Stratosferik ısınmanın nedenlerini anlamak için halen devam eden çalışmalar var, ancak güneş sistemiyle ilgili önde gelen teoriler, auroralar tarafından dış ısınmayı ve atmosferin derinliklerinden iç enerji taşınmasını içeriyor (ilki önde gelen açıklamaydı).

Bağlamda kahverengi cüce aurora adayları

Bu, bir kahverengi cüce gözlemini açıklamak için auroranın kullanıldığı ilk sefer değil. Gökbilimciler birkaç daha sıcak kahverengi cüceden gelen radyo emisyonunu tespit ettiler ve en olası açıklama olarak auroraları öne sürdüler. Bu fenomeni daha ayrıntılı olarak karakterize etmek için radyo yayan kahverengi cücelerden gelen kızılötesi imzalar için Keck Gözlemevi gibi yer tabanlı teleskoplarla aramalar yapıldı, ancak sonuçsuz kaldı.

W1935, güneş sistemi dışında metan emisyonu imzası taşıyan ilk kutup ışığı adayıdır. Aynı zamanda, Jüpiter’den yaklaşık 600 Fahrenheit daha sıcak olan yaklaşık 400 Fahrenheit (200 santigrat derece) etkili sıcaklığıyla güneş sistemimiz dışındaki en soğuk kutup ışığı adayıdır.

Güneş sistemimizde, güneş rüzgarı, auroral süreçlere birincil katkıda bulunur; Io ve Enceladus gibi aktif uydular, sırasıyla Jüpiter ve Satürn gibi gezegenler için rol oynar. W1935’in bir eşlik yıldızı tamamen yok, dolayısıyla yıldız rüzgarı bu olaya katkıda bulunamaz. Aktif bir ayın W1935’teki metan emisyonunda rol oynayıp oynamayacağı henüz bilinmiyor.

Faherty, “W1935 ile artık, açıklamaya yardımcı olacak herhangi bir yıldız ışınımı olmaksızın, bir güneş sistemi olgusunun muhteşem bir uzantısına sahibiz” dedi. “Webb ile kimyanın gerçekten ‘kapsağını açabiliriz’ ve auroral sürecin güneş sistemimizin ötesinde ne kadar benzer veya farklı olabileceğini açığa çıkarabiliriz” diye ekledi.

Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Webb, izole edilmiş kahverengi cücede (2024, 10 Ocak) olası kutup ışıklarının işaretlerini buluyor; 10 Ocak 2024 tarihinde https://phys.org/news/2024-01-webb-aurorae-isolated-brown-dwarf.html adresinden alınmıştır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla yapılan her türlü adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir kısmı çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgilendirme amaçlı sağlanmıştır.