Spektri MIRI/MRS i WISE-0458 dhe modeli më i përshtatshëm. Kredia: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2502.13610
Duke përdorur Teleskopin Hapësinor James Webb (JWST), një ekip ndërkombëtar astronomësh ka eksploruar atmosferën e një binari të afërt të xhuxhëve kafe të quajtur WISE J045853.90+643451.9. Si rezultat, ata zbuluan hidrogjen cianid dhe acetilen në atmosferën e këtij binari, duke shënuar herën e parë që këto dy përbërje janë identifikuar në atmosferën e një xhuxhi kafe. Gjetja u raportua më 19 shkurt në serverin e botimeve paraprake arXiv.
Xhuxhët kafe janë objekte ndërmjetëse midis planetëve dhe yjeve. Astronomët përgjithësisht bien dakord se ata janë objekte nën-yjore që zënë gamën e masës midis 13 dhe 80 masave të Jupiterit. Një nëngrup i xhuxhëve kafe (me temperatura efektive midis 500 dhe 1,500 K) quhet T-xhuxhë dhe përfaqëson objektet më të ftohta dhe më pak të ndritshme nën-yjore të zbuluara deri tani.
I vendosur vetëm 30.1 vite dritë larg, WISE J045853.90+643451.9 (ose WISE-0458) është një binar i përbërë nga dy T-xhuxhë me tip spektral T8.5 dhe T9, me temperatura efektive prej 600 dhe 500 K, përkatësisht. Ky çift ka një bosht gjysmë kryesor prej rreth 5.0 AU.
Duke qenë se T-xhuxhët e WISE-0458 kanë tipare spektrale dhe temperatura të ngjashme, supozohet se ata kanë atmosferë pothuajse identike.
Një grup astronomësh të udhëhequr nga Elisabeth C. Matthews nga Instituti Max Planck për Astronomi në Heidelberg, Gjermani, vendosi të eksplorojë në detaje atmosferën e WISE-0458. Për këtë qëllim, ata përdorën Spektrometrin me Rezolucion të Mesëm (MRS) të Instrumentit të Mes-Infra të JWST (MIRI).
“Ne e vëzhguam WISE-0458 me instrumentin JWST/MIRI më 21 nëntor 2022, duke përdorur MRS. Vëzhgimet u mblodhën si pjesë e konsorciumit evropian të vëzhgimeve të garantuara GTO të MIRI,” shkruajnë studiuesit në punimin e tyre.
Vëzhgimet sugjerojnë se atmosfera e WISE-0458 është pa re dhe e pasur me molekula. Modeli i përdorur nga ekipi i Matthews përfshin praninë e metanit, dioksidit të karbonit, monoksidit të karbonit, ujit dhe amoniakut në atmosferën e WISE-0458—pra përbërje të pritura në atmosferat e ftohta.
Për më tepër, vëzhgimet zbuluan hidrogjen cianid dhe acetilen në atmosferën e WISE-0458. Astronomët shpjeguan se të dyja këto përbërje janë tregues të kimisë jashtë ekuilibrit dhe ka të ngjarë të formohen së bashku në shtresat më të thella të atmosferës së xhuxhit kafe. Ky është zbulimi i parë i këtyre dy përbërjeve në ndonjë atmosferë të një xhuxhi kafe.
Studimi gjithashtu zbuloi se secili xhuxh kafe i WISE-0458 ka një rreze prej rreth 0.81 rreze Jupiteri dhe masa totale e çiftit është afërsisht 132 masa të Jupiterit. Distanca deri te binari u konfirmua të jetë 30.12 vite dritë.
Autorët e punimit përfunduan se gjetjet e tyre demonstrojnë fuqinë e MRS për të karakterizuar xhuxhët kafe të ftohtë. Ata shtuan se studimet e ardhshme duhet të hetojnë më në detaje hidrogjen cianidin dhe acetilenin, dhe të përcaktojnë nëse këto përbërje janë të pranishme në xhuxhë të tjerë kafe të ftohtë me temperatura të ngjashme me WISE-0458.
Zbulimi i hidrogjen cianidit (HCN) dhe acetilenit (C₂H₂) në atmosferën e një xhuxhi kafe është një hap i rëndësishëm përpara në kuptimin e përbërjes kimike të këtyre objekteve nën-yjore. Meqenëse këto molekula zakonisht lidhen me kiminë jashtë ekuilibrit, prania e tyre sugjeron procese atmosferike komplekse dhe përzierje dinamike.
Ky zbulim gjithashtu tregon aftësitë mbresëlënëse të Instrumentit të Mes-Infra të JWST (MIRI), i cili po dëshmohet të jetë një mjet i paçmuar për karakterizimin e atmosferave të eksoplanetëve dhe xhuxhëve kafe. Duke qenë se WISE-0458 është relativisht afër nesh (vetëm 30.1 vite dritë larg), ai mund të shërbejë si një pikë referimi e shkëlqyer për studimin e objekteve të ngjashme në të ardhmen.
