NASA'nın SPHEREx teleskobu 'başarısız yıldızların' atmosfer sırlarını çözdü

California Teknoloji Enstitüsü (Caltech) öncülüğündeki uluslararası ekip, Güneş Sistemi yakınlarındaki kahverengi cücelerin atmosferik özelliklerini kızılötesi verilerle araştırdı. Kütleleri Jüpiter’in yaklaşık 13–80 katı arasında değişen bu cisimler, gaz ve toz bulutlarının çökmesiyle yıldızlar gibi oluşuyor. 

Ancak çekirdeklerinde hidrojenin helyuma dönüştüğü kararlı füzyonu sürdürecek kütleye ulaşamadıkları için 'başarısız yıldızlar' olarak da anılıyor. Ekip, bir ana yıldızın yörüngesinde bulunmadan uzayda hareket eden bu cisimlerin kimyasal izlerini belirlemek için SPHEREx’ten yararlandı.

UZAYDAN KIZILÖTESİ GÖZLEM 

Caltech araştırmacısı Zafar Rustamkulov liderliğindeki çalışma, Dünya atmosferindeki su buharının yer teleskoplarından gözlenmesini zorlaştırdığı kızılötesi dalga boylarına odaklandı. Evrenin Tarihi, Yeniden İyonlaşma Çağı ve Buzlar İçin Spektro-Fotometre adı verilen SPHEREx, uzaydan yaptığı ölçümlerle kahverengi cücelerin zayıf termal ışımasını kaydetti.

Görünür ışığın en koyu kırmızı ucundan kızılötesine uzanan 102 dalga boyundaki veriler incelendi. Araştırılan 37 cismin yüzey sıcaklıkları yaklaşık 2.200 santigrat derece ile eksi 20 derece arasında değişti. Bu aralık, yaklaşık 5.500 derece yüzey sıcaklığına sahip Güneş’ten belirgin biçimde düşük kaldı.

MOLEKÜLLERİN SICAKLIKLA DEĞİŞİMİ 

Tayf verilerinde su, karbondioksit, karbonmonoksit ve metan izleri belirlendi. Bu bileşim, Jüpiter ve Satürn gibi gaz devlerinin atmosferleriyle benzerlik gösterdi. Caltech ekibinden J. Davy Kirkpatrick, moleküler izlerin sıcaklığa bağlı olarak cisimden cisme nasıl değiştiğini belgelediklerini söyledi.

Veriler, kahverengi cüceler yaşlanıp soğudukça kalın bulutların dağıldığı ve metanın öne çıktığı daha şeffaf atmosferlere geçiş sürecine de ışık tuttu. Kirkpatrick, ilk aşamada incelenen grubun ardından analiz edilmeyi bekleyen binlerce yeni veri seti bulunduğunu belirtti.

MODELLERLE UYUŞMAYAN ATMOSFERLER 

Araştırmada genel kimyasal eğilimler modellerle açıklanabilse de bulutların dağılma evresindeki dinamik hava olaylarının simülasyonlarla tam örtüşmediği görüldü. Benzer sıcaklıktaki kahverengi cücelerin bile birbirinden farklı atmosferik tayflar sergilediği vurgulandı.

Bu farklılıklar, fırtınaların ve gaz hareketlerinin anlaşılması için daha ayrıntılı atmosfer modellerine ihtiyaç olduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, bu dünyaların hava koşullarını çözmek için bir bakıma 'kozmik meteorologlar' gibi çalıştıklarını ifade etti.

SPHEREx’in geniş dalga boyu kataloğunun, yıldız oluşumunun sınırları ile gaz devi gezegenlerin evrimi arasındaki bağlantıların araştırılmasına katkı sağlaması bekleniyor.