Webb znalazł brązowe karły o masie dwóch Jowiszów. To najmniejsze obiekty powstałe jak gwiazdy

W obszarze gwiazdotwórczym IC 348, odległym o około 1000 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Perseusza, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba wykrył brązowe karły o masie zaledwie dwukrotnie większej od Jowisza. To najmniej masywne obiekty tego typu, jakie udało się dotąd potwierdzić. Badania prowadzili Kevin Luhman z Penn State University i Catarina Alves de Oliveira z ESA.

Skalę łatwiej zrozumieć przez porównanie: najmniejsze gwiazdy mają około 8 proc. masy Słońca. Nowo znalezione obiekty ważą 0,19 proc. masy Słońca — czterdzieści razy mniej. Brązowe karły powstają tak samo jak gwiazdy, z zapadania się obłoków molekularnych, ale ich jądra nigdy nie rozgrzewają się na tyle, by rozpocząć fuzję zwykłego wodoru. Wiele z nich spala za to przez krótki czas deuter, czyli ciężki wodór.

Trzy lata schodzenia w dół skali

Zespół badał IC 348 Webbem po raz pierwszy w 2022 roku i znalazł wtedy obiekty o masach 3–4 mas Jowisza. Teraz sięgnął głębiej: w 2024 roku kamera NIRCam zarejestrowała poświatę młodych karłów i nowo narodzonych gwiazd, a po wytypowaniu kandydatów na podstawie barwy i jasności zespół wykonał w 2025 roku obserwacje spektroskopowe instrumentem NIRSpec, które pozwoliły oszacować masy.

Wynik jest kłopotliwy dla teorii. Nie wiadomo, jak mały fragment obłoku może się jeszcze samodzielnie zapaść, a każde zejście niżej przesuwa tę granicę. Osobną kwestią jest nazewnictwo — próg 13 mas Jowisza, poniżej którego obiekt nie zapala deuteru, bywa traktowany jako linia oddzielająca brązowe karły od obiektów o masach planetarnych, więc część badaczy nazywa nowe znaleziska inaczej.

Nowa klasa spektralna i wielkie zdjęcie

W widmach najsłabszych i najmniej masywnych obiektów widać absorpcję węglowodorów przy 3,4 mikrometra — cechę nieobecną u jaśniejszych karłów, które przypominają karły typu L. Badacze zaproponowali dla nich osobną klasę spektralną oznaczoną literą „H”. Pochodzenie tej cechy jest jednym z celów całego programu obserwacyjnego.

Przy okazji powstało jedno z największych zdjęć opublikowanych dotąd przez Webba. Panorama IC 348 — gromady około 400 gwiazd w wieku 2–5 milionów lat, należącej do Obłoku Molekularnego w Perseuszu — pokazuje protogwiazdy wyrzucające dżety, świecące obiekty Herbiga-Haro HH 797 i HH 211, a także soczewkowanie grawitacyjne i odległe galaktyki spiralne w tle.

Źródła: NASA Science, ESA/Webb, Penn State