سحابة اللهب، مهدٌ لولادة النجوم، تقع على بعد 1400 سنة ضوئية منا. في داخلها، توجد أجسامٌ صغيرةٌ جدًا، تُعرف بالقزمات البنية، لا تمتلك الكتلة الكافية لبدء عملية الاندماج النووي مثل النجوم الكاملة. هذه القزمات البنية، تُعتبر “نجومًا فاشلة” بمرور الوقت، وتُصبح باهتةً أكثر وباردةً بكثير من النجوم، مما يجعل رصدها صعبًا، إن لم يكن مستحيلاً، باستخدام معظم التلسكوبات، حتى بالقرب من شمسنا من الناحية الكونية.

ولكن، عندما تكون صغيرة، فإنها ما تزال دافئةً وإشعاعها نسبيًا أشد، ممّا يسهّل ملاحظتها رغم الغبار والغاز الكثيف الذي يُعتم المنطقة. 🔭

تلسكوب جيمس ويب الفضائي، هذا المعجزة العلمية، قادرٌ على اختراق هذه السحب الغبارية الكثيفة لرؤية الإشعاع تحت الحمراء الضعيف المنبعث من القزمات البنية الشابة. باستخدام ويب، استطاع فريق من علماء الفلك استكشاف الحد الأدنى للكتلة اللازمة لتكوين قزم بني داخل سحابة اللهب.

ووجدوا أجسامًا طافيةً تبلغ كتلتها حوالي 2 إلى 3 أضعاف كتلة المشتري، رغم قدرة ويب على رصد أجسامٍ تبلغ كتلتها 0.5 من كتلة المشتري! 🎉

قال مؤلف الدراسة الرئيسي، ماثيو دي فوريو، من جامعة تكساس في أوستن: “كان هدفنا هو استكشاف الحد الأدنى للكتلة اللازمة لتكوين النجوم والقزمات البنية. بفضل ويب، أصبح بمقدورنا دراسة الأجسام الأضعف والأقل كتلةً بكثير.”

حدد الفريق الحد الأدنى للكتلة من خلال دراسة عملية التجزؤ، حيث تتفكك السحب الجزيئية الكبيرة إلى وحدات أصغر وأصغر. هذه العملية تعتمد على التوازن بين درجة الحرارة، والضغط الحراري، والجاذبية. مع انكماش الأجزاء تحت الجاذبية، ترتفع درجة حرارة قلوبها. إذا كانت الكتلة كافية، يبدأ الاندماج النووي للهيدروجين، ويُوقف انهيار الجسم ويستقر كـ نجم. أما الأجزاء الأقل كتلة، فتستمر في الانكماش طالما أنها تُشعّ الحرارة.

يقول مايكل ماير من جامعة ميشيغان: “تبريد هذه السحب مهمّ؛ لأن وجود طاقة داخلية كافية يعارض الجاذبية. إذا بردت السحب بكفاءة، فستنهار وتتفتت.” 🤔

يُحدد التفتت عندما يُصبح الكسر كافيًا من حيث عدم الشفافية لإعادة امتصاص إشعاعه، وبالتالي يوقف التبريد ويمنع الانهيار الإضافي. تتنبأ النظريات بحد أدنى للكتلة في نطاق 1 إلى 10 أضعاف كتلة المشتري. لكن هذا البحث قلّص هذا النطاق بشكلٍ كبير، حيث استطاع ويب رصد أجسامٍ ذات كتل مختلفة داخل سحابة اللهب.

كما وجد في العديد من الدراسات السابقة، كلما انخفضت الكتل، ازداد عدد الأجسام حتى حوالي 10 أضعاف كتلة المشتري. ولكن باستخدام ويب، الذي يمتلك حساسيةً حتى 0.5 من كتلة المشتري، لاحظ الباحثون نقصًا ملحوظًا في العدد كلما انخفضت الكتل عن 10 أضعاف كتلة المشتري. لا يوجد سوى أجسامٍ بكتلةٍ تتراوح بين 2-3 أضعاف كتلة المشتري، مما يوحي بأن هذا قد يكون الحد الأدنى الفعلي. 🪐

يُعدّ تلسكوب جيمس ويب قفزةً نوعيةً في فهمنا للنجوم، القزمات البنية، وأصول الكون. باستطاعته إظهار هذه الاجسام الغامضة بوضوح. هذه القزمات البنية، بسبب صعوبة اكتشافها، تُعتبر مصدرًا مهمًا للمعلومات في علم الفلك. لقد ساعد تلسكوب هابل في تحديد المرشحين للدراسة الإضافية، قبل أن يأتي ويب ليقدم لنا نتائج معمقة.

“لقد مكنتنا بيانات هابل على مدار ثلاثين عامًا تقريبًا من معرفة أن هذه المنطقة من تشكل النجوم منطقة مفيدة للغاية للاستهداف. احتجنا إلى ويب لكي نتمكن من دراسة هذا الموضوع العلمي تحديدًا.” – ماثيو دي فوريو

يقول عالم الفلك ماسيمو روبيرتو من معهد علوم تلسكوب الفضاء: “تفتح ويب مجالاً جديدًا تمامًا لفهم هذه الكائنات.”

هذا الفريق يواصل دراسة سحابة اللهب، باستخدام أدوات ويب الطيفية لوصف الكائنات المختلفة داخل غلافها الغباري. يقول ماير: “هناك تداخل كبير بين الأشياء التي يمكن أن تكون كواكب والأشياء ذات الكتل المنخفضة للغاية من الأقزام البنية. هذا هو عملنا في السنوات الخمس القادمة: معرفة أي منها ما هو وما السبب.” 🤔🔭

تم قبول هذه النتائج للنشر في مجلة الرسائل الفلكية.

المصدر: موقع ناسا