Этот коллаж с изображениями из туманности пламени показывает почти инфракрасный вид света из космического телескопа Хаббла НАСА слева, в то время как две вставки справа показывают, что космический телескоп Джеймса Уэбба из НАСА. Большая часть темного, плотного газа и пыли, а также окружающих белых облаков в изображении Хаббла была очищена на изображениях Уэбба, что дает нам представление о более полупрозрачном облаке, пронзенном инфракрасными объектами внутри молодых звезд и коричневых карликов. Изображение Хаббла слева представляет свет на длине волн 1,05 микрон (фильтр F105W) в виде синего, 1,3 микрона (F130N) в качестве зеленого и 1,39 микрон (F129M) в качестве красного. Два изображения WEBB справа представляют свет на длине волны 1,15 микрона и 1,4 микрона (фильтры F115W и F140M) в виде синего, 1,82 микрона (F182M) в виде зеленого, 3,6 микрон (F360M) в виде оранжевого и 4,3 микрон (F430M) в виде красного. Кредит: НАСА, ЕКА, CSA, STSCI, Майкл Мейер (Университет Мичигана), Мэтью де Фурио (UT Austin), Massimo Robberto (STSCI), Алисса Паган (STSCI)
Flame Debula, расположенная около 1400 световых лет от Земли, представляет собой очаг звездного образования менее 1 миллиона лет. В рамках туманности пламени есть настолько маленькие объекты, что их ядра никогда не смогут объединить водород, как полноценные звезды,-коренные гномы.
Коричневые карлики, часто называемые «неудавшимися звездами», со временем становятся очень тусклыми и намного прохладнее звезд. Эти факторы затрудняют наблюдение за коричневыми карликами с большинством телескопов трудными, если не невозможными, даже на космически коротких расстояниях от солнца. Однако, когда они очень молоды, они по -прежнему являются относительно теплыми и яркими и, следовательно, их легче наблюдать, несмотря на то, что в этом случае в этом случае содержит плавную туманность.
Космический телескоп Джеймса Уэбба из НАСА может протестировать этот плотный, пыльный регион и увидеть слабый инфракрасный сияние от молодых коричневых карликов. Команда астрономов использовала эту способность изучить самый низкий предел массы коричневых карликов в туманности пламени. Результатом, они обнаружили, были свободно плавающими объектами примерно в два-три раза больше массы Юпитера, хотя они были чувствительны до 0,5 раза больше массы Юпитера.
«Цель этого проекта состояла в том, чтобы исследовать фундаментальный лимит с низкой массой звездного и коричневого процесса формирования карлика. С Webb мы можем исследовать самые слабые и самые низкие массовые объекты»,-сказал ведущий автор исследования Мэтью де Фурио из Техасского университета в Остине.
Исследование опубликовано в астрофизических журнальных буквах.
Меньшие фрагменты
Ограничение с низкой массой, которую искала команда, устанавливается процессом, называемым фрагментацией. В этом процессе крупные молекулярные облака, от которых рождаются как звезды, так и коричневые карлики, разбиваются на более мелкие и меньшие единицы или фрагменты.
Фрагментация сильно зависит от нескольких факторов, причем баланс между температурой, тепловым давлением и гравитацией является одним из наиболее важных. Более конкретно, поскольку фрагменты сокращаются под силой тяжести, их ядра нагреваются. Если ядро достаточно массивное, оно начнет объединять водород.
Внешнее давление, создаваемое этим слиянием, противодействует гравитации, останавливает коллапс и стабилизируя объект (тогда известный как звезда). Тем не менее, фрагменты, чьи ядра не являются компактными и достаточно горячими, чтобы сжигать водород, продолжают сокращаться, пока они излучают свое внутреннее тепло.
Низкие массовые объекты в туманности пламени (изображение NIRCAM). Кредит: НАСА, ЕКА, CSA, STSCI, Майкл Мейер (Университет Мичигана)
«Охлаждение этих облаков важно, потому что, если у вас достаточно внутренней энергии, оно будет бороться с этой гравитацией», — говорит Майкл Мейер из Мичиганского университета. «Если облака эффективно охлаждаются, они рухнут и разрываются».
Фрагментация останавливается, когда фрагмент становится достаточно непрозрачным, чтобы реабсорбировать свое собственное излучение, тем самым останавливая охлаждение и предотвращая дальнейшее коллапс. Теории поместили нижний предел этих фрагментов где -нибудь от одного до десяти масс Юпитера. Это исследование значительно сокращает этот вариант, так как перепись переписи Уэбба подсчитывал фрагменты различных масс в туманности.
«Как было обнаружено во многих предыдущих исследованиях, когда вы идете в более низкие массы, вы на самом деле получаете больше объектов примерно в десять раз больше массы Юпитера. В нашем исследовании с космическим телескопом Джеймса Уэбба мы чувствительны в 0,5 раза больше массы Юпитера, и мы находим значительно меньше и меньше вещей, когда вы делаете ниже десять раз, масса Юпитера», — объяснил де Фурио.
«Мы находим меньше объектов с пятью юпитером, чем объекты из десяти юпитеров, и мы находим намного меньше объектов с тремя юпитерами, чем объекты из пяти юпитеров. Мы на самом деле не находим никаких объектов ниже двух или трех масс Юпитера, и мы ожидаем их увидеть, если они там, поэтому мы выдвигаем гипотезат, что это может быть сам ограничение».
Мейер добавил: «Уэбб впервые смог исследовать до этого предела. Если этот предел является реальным, на самом деле не должно быть никаких объектов с одной юпитерой, свободных от планетной системы».
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
Опираясь на наследие Хаббла
У коричневых карликов, учитывая трудности их поиска, имеют множество информации, особенно в виде звездных и планетных исследований, учитывая их сходство как с звездами, так и с планетами. Космический телескоп NASA Hubble на протяжении десятилетий был на охоте за этими коричневыми карликами.
Несмотря на то, что Хаббл не может наблюдать за коричневыми гномами в туманности пламени до такой низкой массы, как может Уэбб, это имело решающее значение для выявления кандидатов для дальнейшего изучения. Это исследование является примером того, как Уэбб взял эстафету-данные Hubble данных из молекулярного облачного комплекса Orion-и включили углубленные исследования.
«Действительно трудно выполнить эту работу, глядя на коричневых карликов до десяти масс Юпитера, от земли, особенно в таких регионах, как это. И наличие существующих данных Хаббла за последние 30 лет или около того позволило нам узнать, что это действительно полезный регион формирования звезд для цели. Мы должны были иметь Уэбб, чтобы изучить эту конкретную науку»,-сказал De Furio.
«Это квантовый скачок в наших возможностях между пониманием того, что происходит от Хаббла. Уэбб действительно открывает совершенно новую сферу возможностей, понимая эти объекты», — пояснил астроном Массимо Робберто из научного института космического телескопа.
Эта команда продолжает изучать туманность пламени, используя спектроскопические инструменты Уэбба для дальнейшей характеристики различных объектов в своем пыльно -коконе.
«Существует большое совпадение между вещами, которые могут быть планетами, и вещами, которые являются очень, очень низкими коричневыми гномами», — заявил Мейер. «И это наша работа в ближайшие пять лет: выяснить, что такое и почему».
Информация от: научным институтом космического телескопа
