Webb, IC 348'de Jüpiter'in yalnızca iki katı kütleli kahverengi cüceler buldu

James Webb Uzay Teleskobu, yıldız doğum bölgesi IC 348'de şimdiye dek bilinen en hafif kahverengi cüceleri buldu. ESA/Webb'in 15 Eylül 2026'da duyurduğu sonuca göre bu cisimlerin kütlesi Jüpiter'in yalnızca iki katı; yani Güneş kütlesinin yüzde 0,19'u kadar. Aynı gözlem programından çıkan geniş açılı görüntü ise Webb'in kamuoyuyla paylaşılan en büyük kareleri arasında yer alıyor.

IC 348, Perseus (Kahraman) takımyıldızı yönünde, yaklaşık 1000 ışık yılı uzakta bir yıldız oluşum bölgesi. Böyle bölgelerde soğuk moleküler hidrojen bulutları çöker ve yeni yıldızlar doğar. Süreç çok çeşitli cisimler üretir: birkaç milyon yıl sonra çekirdek çökmesi süpernovasıyla ölen devasa yıldızlardan, uzun ömürlü ve güçlü yıldız fırtınaları çıkaran en küçük yıldızlara kadar.

Kahverengi cüce nedir, soru neydi?

En küçük yıldızlar Güneş'in kütlesinin yaklaşık yüzde 8'i kadar ağırlıktadır. Bu eşiğin altında kahverengi cüce denen tuhaf bir cisim sınıfı başlar. Kahverengi cüceler de yıldızlar gibi moleküler bulutun çökmesiyle oluşur, ancak çekirdekleri hidrojeni helyuma dönüştürecek kadar ısınmaz. Çoğu yaşamının başında kısa süre döteryum, yani ağır hidrojen yakar; fakat bu, onları yıldız yapmaya yetmez.

Araştırmacıların yanıt aradığı soru şuydu: Yıldız oluşum sürecinin yaratabildiği en küçük cisim ne kadar küçüktür? Başka bir deyişle, en hafif kahverengi cüce ne kadar hafif olabilir? Bu soru, yıldız doğumunun fiziğini sınamak için önemli; çünkü bir bulutun parçalanıp çökerek ne kadar küçük bir kütleye inebildiği, oluşum modellerinin merkezindeki bir belirsizlik.

Gözlemler: 2022'den 2025'e

Aynı ekip IC 348'i ilk kez 2022'de Webb'le incelemiş ve Jüpiter'in üç ila dört katı kütleli kahverengi cüceler bulmuştu. Yeni çalışmada daha derine bakıldı. Ekip 2024'te Webb'in yakın kızılötesi kamerası NIRCam'i kullanarak genç kahverengi cücelerin ve yeni doğmuş yıldızların sıcak parıltısını görüntüledi. Renklerine ve parlaklıklarına göre aday cüceleri seçtikten sonra 2025'te yakın kızılötesi spektrografı NIRSpec'le izleme gözlemleri yaptı; spektrumlar, kütlelerin kestirilmesini sağladı. Gözlemler, Webb'in 4866 numaralı programı kapsamında yapıldı; programın baş araştırmacıları K. Luhman ve C. Alves de Oliveira.

Sonuç, ESA'nın ifadesiyle dikkat çekiciydi: kütlesi Jüpiter'in yalnızca iki katı olan kahverengi cüceler. Bunlar bilinen en az kütleli kahverengi cüceler ve varlıkları yıldızların nasıl oluştuğunu anlatan modeller için bir meydan okuma sayılıyor.

Sürprizler bununla bitmiyor

En hafif yeni kahverengi cücelerden biri, çevresinde bir disk bulunduğuna işaret eden izler gösterdi. Bu, gezegen kütlesindeki bir cismin çevresinde bile gezegen oluşuyor olabileceği anlamına geliyor. Bu bir gezegen keşfi değil; yalnızca bir disk işareti.

Ekip ayrıca kahverengi cücelerin spektrumlarında hidrokarbonlara, yani yalnızca hidrojen ve karbon atomlarından oluşan moleküllere atfettiği bir özellik buldu. Bu özellik daha önce yalnızca en düşük kütleli kahverengi cücelerin atmosferlerinde görülmüştü. Araştırmacılara göre bu durum, söz konusu uç cisimlerin kendi başlarına ayrı bir tayf sınıfı oluşturabileceğini düşündürüyor.

Görüntünün öbür yıldızları: Herbig-Haro nesneleri

Görüntünün başrolü kahverengi cüceler olsa da karenin sağ üst köşesinde ayrıntılı bir protoyıldız topluluğu yer alıyor. Birçoğunun yanında Herbig-Haro nesneleri var. Bunlar, büyümekte olan yeni doğmuş yıldızların fırlattığı jetlerin çevredeki gaz ve toza çarpmasıyla oluşan parlak bölgeler. Yatay duran uzun ve ince nesne HH 797; yakından bakıldığında neredeyse paralel çıkış akımları olan iki protoyıldız olduğu anlaşılıyor. HH 797'nin hemen sağında pervane biçimli HH 211 duruyor; hem dar jetleri hem de daha geniş akımları var. Her ikisi de Webb'in önceki yayınlarında ayrı ayrı yer almıştı.

Sırada ne var?

Aynı programın hedefleri arasında yalnızca en düşük kütleli cisimlerin sınırını bulmak yok. Ekip, kahverengi cüce gibi gezegen kütleli cisimlerin sayısının farklı yıldız oluşum bölgelerinde nasıl değiştiğini de karşılaştırmak ve en hafif kahverengi cücelerde görülen hidrokarbon özelliğinin kaynağını araştırmak istiyor. Yani IC 348'deki iki Jüpiter kütlesi bir son nokta değil; daha da küçük cisimlerin bulunup bulunamayacağı, bulunamıyorsa neden bulunamadığı sorusu açık. Webb'in kızılötesi duyarlılığı, bu soruyu başka bölgelerde de sormaya olanak veriyor.