Kahverengi cüce ikili çift sanatçı Illustration. Büyütmek için tıklayın.
Gökbilimciler için en zor görevlerden biri, uzak nesnelerin ne kadar büyük olduğunu bulmaktır. Hubble Uzay Teleskobu, gökbilimcilerin birbirlerinin etrafında dönen ikili kahverengi cücelerin (başarısız yıldızların) kütlesini ölçmelerine yardımcı oldu. Bir cüce Jüpiter'in kütlesinin 55 katı, diğeri kütlenin 35 katıdır. Her biri, bir füzyon reaksiyonunu tutuşturmak için yeterli kütleye sahip olmadan önce Jüpiter'in kütlesinin 80 katı olmalıdır.
İlk kez, gökbilimciler ikili bir çift kahverengi cüceyi tartmayı ve çaplarını tam olarak ölçmeyi başardılar. Tek bir kahverengi cüce gözlemlenirken bu tür kesin ölçümler mümkün değildir.
Yörüngeleri Dünya'ya doğru eğik olduğundan, cüceler birbirlerinin önünden geçer ve tutulmalar oluşturur. Bu şimdiye kadar keşfedilen ilk kahverengi cüce tutulma ikili. Parite, cücelerin kütlelerini ve çaplarını doğru bir şekilde belirlemek ve teorik modellerin önemli testlerini yapmak için alışılmadık bir fırsat sunuyor.
Kahverengi bir cüce, Güneşimizi güçlendirenler gibi hidrojen füzyon reaksiyonlarını sürdürmek için çok küçük olan biraz anlaşılmış bir gök cismi sınıfıdır. Bununla birlikte, kahverengi cüceler Güneş Sisteminin en büyük gezegeni Jüpiter'den düzinelerce kat daha büyüktür ve bu yüzden bir gezegen olamayacak kadar büyüktür.
Eşleştirilmiş kahverengi cücelerin keşfi ve kritik ölçümler bugün Nature dergisinde bir astronom ekibi tarafından rapor edilmektedir: Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü'nden (STScI) Jeff Valenti, Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden Robert Mathieu ve Keivan Stassun Vanderbilt Üniversitesi.
Bir cüce Jüpiter'in kütlesinin 55 katıdır; diğeri Jüpiter'den 35 kat daha ağırdır (yüzde 10 hata payı ile). Bir yıldız olarak nitelendirmek ve nükleer füzyon yoluyla hidrojen yakmak için cücelerin Jüpiter'den 80 kat daha büyük olması gerekiyordu. Karşılaştırma için Güneş, Jüpiter'den 1.000 kat daha büyüktür.
Gökbilimciler, daha büyük kahverengi cücenin, aynı yaştaki kahverengi cüceler hakkındaki tüm tahminlerin aksine, çiftin soğutucu olduğunu keşfettiler. Araştırmacılar, ya ikisi aynı yaşta değil ve yakalanan bedenler olabilir ya da teorik modellerin yanlış olduğunu söylüyor.
Kahverengi cüce çifti, Dünya'dan bakıldığında tek bir nesne gibi görünecekleri şekilde birbirlerini yörüngede toplarlar. Yarış pisti yörüngesi kenarda olduğundan, iki nesne periyodik olarak birbirlerinin önünden veya tutulmasından geçer. Bu tutulmalar her iki nesneden gelen kombine ışığın parlaklığında düzenli düşüşlere neden olur. Gökbilimciler bu tıkanıklıkları tam olarak zamanlayarak iki nesnenin yörüngelerini belirleyebildiler. Bu bilgiyle, gökbilimciler iki cücenin kütlesini hesaplamak için Newton’un hareket yasalarını kullandılar.
Buna ek olarak, gökbilimciler iki cücenin büyüklüğünü ışık eğrisindeki düşüş sürelerini ölçerek hesapladılar. Çok genç oldukları için cüceler kütleleri için oldukça büyük: Güneş ile aynı çapta. Çünkü çift, yıldızları 10 milyondan küçük olan yakındaki yıldız kreş olan Orion Bulutsusu'nda bulunuyor.
Cüce çiftinden gelen ışığın analizi, cücelerin kırmızımsı bir dökümüne sahip olduğunu gösterir. Mevcut modeller aynı zamanda kahverengi cücelerin Jupiter ve Satürn'de görünenlere benzer bulut benzeri bantlar ve noktalar olan “hava durumu” na sahip olmalarını öngörüyor.
Gökbilimciler, çiftten gelen ışık spektrumundaki varyasyonları ölçerek cücelerin yüzey sıcaklıklarını da belirlediler. Teori, bir çift kahverengi cücenin daha büyük elemanının daha yüksek bir yüzey sıcaklığına sahip olması gerektiğini öngörüyor. Ama tam tersini buldular. İkisinin daha ağır olan sıcaklığı 4.310 derece Fahrenhayt (2.650 derece Kelvin) ve daha küçük olan 4.562 derece F (2.790 derece K) sıcaklığa sahiptir. Bunlar, Sun’ın 5.800 derece K (9.980 derece F) yüzey sıcaklığıyla karşılaştırılır.
“Olası bir açıklama, iki nesnenin farklı kökenleri ve yaşları olduğu” diyor Stassun. Bu durumda, yıldız oluşum sürecini simüle etmek için son çabaların sonuçlarından birini destekler. Bu simülasyonlar, kahverengi cücelerin birbirine çok yakın bir şekilde yaratıldıklarını ve muhtemelen birbirlerinin oluşumunu bozacaklarını öngörüyor.
Yeni gözlemler, kahverengi cücelerin yıldız boyutlu nesneler olarak başladığı, ancak küçüldükleri ve soğudukları ve yaşlandıkça giderek gezegen boyutuna dönüştükleri teorik tahminini doğrulamaktadır. Bundan önce, kütlesi doğrudan ölçülen tek kahverengi cüce çok daha yaşlı ve daha sönüktü.
Birçok gökbilimci, kahverengi cücelerin aslında yıldız oluşum sürecinin en yaygın ürünü olabileceğini düşünüyor. Dolayısıyla, kahverengi cüceler hakkındaki bilgiler, yıldızlararası toz ve gazın çökmekte olan girdaplarından yıldız üreten dinamik süreçlere değerli yeni bilgiler sağlayabilir.
Eski kahverengi cüceler gerçek yıldızlardan daha küçük ve daha sönük olduğu için, yalnızca son yıllarda teleskop teknolojisindeki gelişmeler, gökbilimcilerin kahverengi cüceler olabileceğini düşündükleri yüzlerce zayıf nesneyi kataloglamalarına izin vermiştir. Ancak diğer cılız nesnelerden kahverengi cüceleri seçmek için kütlelerini tahmin etmenin bir yoluna ihtiyaçları vardır, çünkü kitle yıldızlar ve yıldız benzeri nesneler için kaderdir.
Kahverengi cücelerin varlığı ilk olarak 1980'lerde önerildi, ancak 2000 yılına kadar kahverengi bir cücenin açık bir şekilde tespit edilmedi. Kahverengi cüceler varsayımsal nesneler iken, gökbilimciler onları gezegenlerden oluşma biçimlerinden farklılaştırdılar. Kahverengi cüceler ve yıldızlar, yıldızlararası toz ve gazın çökmekte olan bir bulutundan aynı şekilde oluşur. Gezegenler, yıldızları çevreleyen toz ve gaz disklerinden yapılır. Gökbilimciler ilk aday kahverengi cüceyi keşfettiklerinde, cücelerin, özellikle yıldız yoldaşları olduğunda, gezegenlerden ayırt edilmesinin çok zor olduğunu fark ettiler. Dolayısıyla, büyüyen bir gökbilimci grubu, kahverengi cüceleri Jüpiter'den 13 ila 80 kat daha büyük nesneler olarak tanımlamayı tercih ediyor.
Araştırmacılar, Şili'nin And Dağları'nda, Santiago'nun yaklaşık 100 mil kuzeyinde bulunan iki set teleskopla gözlemler yaptılar: Uzay Teleskop Bilimi Enstitüsü ve Vanderbilt Üniversitesi dahil bir konsorsiyum tarafından işletilen Küçük ve Orta Diyafram Araştırma Teleskop Sistemi (SMARTS) ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi.
Orijinal Kaynak: Hubble Haber Bülteni
