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Mittlerweile sind Astronomen daran gewöhnt, dass das James-Webb-Weltraumteleskop die Grenzen der Astronomie erweitert. Kein Wunder also, dass sich das 10-Milliarden-Dollar-Teleskop erneut selbst übertroffen hat.
Das James Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat möglicherweise mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops eine Familie Brauner Zwerge entdeckt, die als „gescheiterte Sterne“ bekannt sind, in der Satellitengalaxie der Milchstraße, der Kleinen Magellanschen Wolke (SMC). Wenn ja, wäre es das erste Mal, dass Astronomen solche Körper außerhalb der Grenzen unserer eigenen Galaxie entdecken.
Die potenziellen Braunen Zwerge befinden sich am Rande der SMC, einer Zwerggalaxie in der Nähe der Milchstraße, in einem jungen Sternhaufen namens NGC 602. NGC 602 ist etwa 200.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dieser Sternhaufen wird von Astronomen gut untersucht, da angenommen wird, dass seine dicken Staub- und Gaswolken, die Bausteine der Sternkörper, Orte intensiver Sternentstehung sind. Die Sternentstehung in dieser Region des SMC wird außerdem durch eine damit verbundene Zone aus ionisiertem Wasserstoff namens N90 belegt. Atomarer Wasserstoff entsteht, wenn intensives ultraviolettes Licht junger Sterne Elektronen von Wasserstoffatomen wegstößt.
Darüber hinaus sind Regionen wie NGC 602 und die weitere SMC gute Indikatoren für „metallarme“ Galaxien im frühen Universum, da sie einen Mangel an Elementen enthalten, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind (Astronomen nennen diese schwereren Elemente „Metalle“). .
„Durch die Untersuchung der jungen metallarmen Braunen Zwerge, die kürzlich in NGC602 entdeckt wurden, sind wir der Entschlüsselung der Geheimnisse der Sternen- und Planetenentstehung unter den rauen Bedingungen des frühen Universums einen Schritt näher gekommen“, sagte Teammitglied Elena Sabbi und Wissenschaftlerin an der Universität von Arizona. eine Erklärung.
Die gleichen dicken Gas- und Staubbänder machen Regionen wie diese für die Untersuchung faszinierend. Allerdings stellen dieselben Pfade eine Herausforderung für Astronomen dar, da sie sichtbares Licht absorbieren.
Langwelliges, niederfrequentes Infrarotlicht kann durch diese Wolken dringen, ohne absorbiert zu werden, und das ist die Lichtwellenlänge, in der JWST den Kosmos untersucht. Dies macht die Nahinfrarotkamera (NIRCam) und das Mittelinfrarotinstrument (MIRI) von JWST ideal für die Untersuchung von SMC und NGC 602. Es ist kein Wunder, dass das leistungsstarke Weltraumteleskop mit der ersten möglichen Entdeckung extragalaktischer Brauner Zwerge erneut Neuland betreten hat.
Braune Zwerge scheitern…
Braune Zwerge erhalten ihren etwas unfairen Spitznamen „gescheiterte Sterne“, weil sie als Sterne aus einer kollabierenden Wolke aus übermäßig dichtem Gas und Staub entstehen, aber nur eine Masse zwischen dem 13- und 75-fachen der Jupitermasse (0,13- bis 0,75-fache Sonnenmasse) erreichen ). Das bedeutet, dass sie nicht genug Druck und Wärme erzeugen können, um in ihrem Kern die Fusion von Wasserstoff zu Helium auszulösen, den Prozess, der einen Hauptreihenstern definiert.
Braune Zwerge unterscheiden sich von Planeten nicht nur in der Art und Weise, wie sie entstehen. Im Gegensatz zu den meisten Planeten durchstreifen diese Objekte auch den Kosmos, ohne an ihre Muttersterne gebunden zu sein. Sie ZU TUN Einige Eigenschaften haben sie mit Gasriesenplaneten gemeinsam, etwa die Zusammensetzung ihrer Atmosphären und die Stürme, die über ihnen toben.
Bisher haben Astronomen etwa 3.000 Braune Zwerge entdeckt, doch alle befanden sich innerhalb der Grenzen der Milchstraße. Diese extragalaktischen Braunen Zwerge scheinen Theorien über das Scheitern entstehender Sterne zu bestätigen.
„Unsere Ergebnisse stimmen sehr gut mit der Theorie überein, dass die Massenverteilung von Körpern unterhalb der Wasserstoffverbrennungsgrenze einfach eine Fortsetzung der Sternverteilung ist“, sagte Teammitglied Peter Zeidler von der ESA in derselben Pressemitteilung. „Es scheint, dass sie sich auf die gleiche Weise bilden; sie sammeln einfach nicht genug Masse an, um ein vollwertiger Stern zu werden.“
…Aber das JWST hat Erfolg
Die JWST/NIRCam/MIRI-Daten, die im Rahmen des JWST GO-Programms Nr. 2662 gesammelt wurden, präsentierten nicht nur bahnbrechende wissenschaftliche Erkenntnisse, sondern lieferten uns auch ein atemberaubend schönes Bild von NGC 602.
„Diese Entdeckung unterstreicht die Leistungsfähigkeit der Nutzung von Hubble und JWST zur Untersuchung junger Sternhaufen“, sagte Teammitglied Antonella Nota, Geschäftsführerin des International Space Science Institute in der Schweiz und ehemalige JWST-Projektwissenschaftlerin für die ESA, in der Pressemitteilung. „Hubble hat gezeigt, dass NGC602 sehr junge Sterne mit geringer Masse beherbergt, aber erst mit JWST können wir endlich das Ausmaß und die Bedeutung der substellaren Massenbildung in diesem Cluster erkennen.“
„Hubble und JWST bilden ein unglaublich leistungsstarkes Teleskop-Duo! »
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Auf Bildern von NGC 602, die im April 2023 aufgenommen wurden, sind die bestehenden Sternhaufen sowie die umgebenden Staubstreifen und Gaswolken zu sehen. Sie markieren eine neue Ära der detaillierten Untersuchung lokaler metallarmer Galaxien, was für die frühesten wasserstoff- und heliumdominierten Galaxien des Universums, die Milliarden Lichtjahre entfernt liegen, nicht möglich war.
„Nur mit einer unglaublichen Empfindlichkeit und räumlichen Auflösung im richtigen Wellenlängenbereich ist es möglich, diese Objekte in so großen Entfernungen zu erkennen“, schlussfolgerte Zeidler. „Das war bisher noch nie möglich und wird auch vom Feld aus auf absehbare Zeit unmöglich bleiben.“
Die Forschungsergebnisse des Teams werden am 23. Oktober im Astrophysical Journal veröffentlicht.