ناسا در ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۶ اعلام کرد تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb Space Telescope) منطقهٔ ستاره‌زایی IC 348 را رصد کرده‌است؛ ناحیه‌ای در صورت فلکی برساووش که حدود ۱۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. به گزارش صفحهٔ رسمی NASA Science، این نما یکی از بزرگ‌ترین تصاویری است که تاکنون به‌صورت عمومی از وب منتشر شده و در آن کوتوله‌های قهوه‌ای بسیار کم‌جرم، همراه با ستاره‌های جوان و فواره‌های برخوردکننده با گاز و غبار پیرامون، دیده می‌شود.

در مناطقی مانند IC 348، ابرهای سرد هیدروژن مولکولی فرو می‌ریزند و اجرام تازه‌ای می‌سازند؛ از ستاره‌های پرجرم کوتاه‌عمر تا ستاره‌های کم‌جرم رایج. پرسش علمی این برنامه آن بود که کوچک‌ترین اجرام ساخته‌شده در فرایند تشکیل ستاره تا چه اندازه می‌توانند سبک باشند؛ به‌عبارت دیگر، مرز پایین جرم کوتوله‌های قهوه‌ای کجاست.

کوتوله‌های قهوه‌ای IC 348 و چالش مدل‌های تشکیل ستاره

کوچک‌ترین ستاره‌ها حدود هشت درصد جرم خورشید جرم دارند. زیر این آستانه، کوتوله‌های قهوه‌ای قرار می‌گیرند؛ اجرامی که مانند ستاره از فروریزش ابر مولکولی شکل می‌گیرند، اما هسته‌شان هرگز به‌قدر کافی داغ نمی‌شود که هیدروژن معمولی را به هلیوم گداخت کند (هرچند بسیاری در آغاز زندگی به‌طور موقت دوتریوم را می‌سوزانند).

همان گروه پژوهشی در سال ۲۰۲۲ با وب در IC 348 کوتوله‌هایی با جرم حدود سه تا چهار برابر مشتری یافته بود. در ادامه، در سال ۲۰۲۴ با دوربین فروسرخ نزدیک NIRCam تابش گرم کوتوله‌ها و ستاره‌های نوزاد ثبت شد و پس از گزینش نامزدها بر پایهٔ رنگ و روشنایی، در سال ۲۰۲۵ با طیف‌نگار NIRSpec جرم آن‌ها بررسی شد. رصدهای عمیق‌تر کوتوله‌هایی با جرم حدود دو برابر مشتری — معادل تنها حدود ۰٫۱۹ درصد جرم خورشید — نشان داد؛ اجرامی که ناسا آن‌ها را کم‌جرم‌ترین کوتوله‌های قهوه‌ای شناخته‌شده معرفی کرده و وجودشان را چالشی برای مدل‌های نظری تشکیل ستاره دانسته‌است.

خوانندگانی که با رصد فروسرخ مناطق ستاره‌زایی سر و کار دارند می‌توانند در بخش دیدگاه‌ها بنویسند کدام بخش این یافته برای تفسیر داده‌های مشابه عملی‌تر به نظر می‌رسد.

قرص پیرامون جرم سبک، هیدروکربن ناشناس و اجرام هربیگ–هارو

یکی از سبک‌ترین کوتوله‌های تازه‌یافته نشانهٔ وجود قرص نشان داده‌است؛ امری که به گفتهٔ ناسا می‌تواند به معنای امکان تشکیل سیاره‌های کوچک پیرامون جرمی باشد که خود در مقیاس جرم سیاره‌ای است. در طیف‌های همین کوتوله‌های کم‌جرم‌ترین، ویژگی‌ای به یک هیدروکربن شناسایی‌نشده نسبت داده شده؛ مولکول‌هایی فقط از هیدروژن و کربن. این ویژگی تاکنون تنها در جو کم‌جرم‌ترین کوتوله‌های قهوه‌ای دیده شده و ممکن است آن‌ها را در ردهٔ طیفی جداگانه‌ای قرار دهد.

در گوشهٔ بالا-راست تصویر، مجموعهٔ دقیقی از پیش‌ستاره‌ها دیده می‌شود. چند مورد با اجرام هربیگ–هارو همراه است؛ نواحی درخشانی که وقتی فوارهٔ ستارهٔ نوزاد در حال رشد به گاز و غبار اطراف برخورد می‌کند شکل می‌گیرند. ویژگی باریک افقی در آن گوشه HH 797 است که در نگاه نزدیک دو پیش‌ستاره با خروجی‌های تقریباً موازی نشان می‌دهد. درست در سمت راست آن، منبع پروانه‌مانند HH 211 با فواره‌های باریک و خروجی‌های پهن‌تر دیده می‌شود.

دادهٔ تصویر از برنامهٔ رصدگر عمومی وب با شناسهٔ GO 4866 آمده‌است. افزون بر مطالعهٔ کم‌جرم‌ترین اجرام تشکیل‌ستاره، این برنامه می‌کوشد تفاوت جمعیت اجرام با جرم سیاره‌ای میان مناطق ستاره‌زایی و خاستگاه ویژگی هیدروکربنی را نیز روشن کند. وب برنامهٔ بین‌المللی تحت رهبری ناسا با شرکای ESA و CSA است. اعتبار تصویر: NASA، ESA، CSA، Kevin Luhman (دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا)، Catarina Alves de Oliveira (ESA) و Mahdi Zamani (ESA/Webb). جزئیات و ارقام این گزارش از صفحهٔ رسمی NASA Science دربارهٔ پانورامای ستاره‌زایی وب گرفته شده‌است.

آیا یافتن کوتوله‌های قهوه‌ای با جرم نزدیک به سیاره، بازنگری گسترده‌تری در مدل‌های تشکیل ستاره را ضروری می‌کند یا عمدتاً مسیر رصدهای فروسرخ عمیق‌تر را باز می‌کند؟