Najmanji poznati objekt nastao procesom formiranja zvijezda ima masu tek dvostruko veću od Jupiterove, što ruši postojeće modele o tome kako nastaju zvijezde.
Svemirski teleskop James Webb promatrao je IC 348, područje formiranja zvijezda udaljeno svega tisuću svjetlosnih godina od Zemlje, u zviježđu Perzeja. Riječ je o jednoj od najvećih slika koje je Webb do sada objavio. U tom hladnom oblaku molekularnog vodika nove zvijezde nastaju kolapsom plina i prašine, a proces rađa objekte dramatično različitih masa — od divovskih zvijezda koje eksplodiraju nakon samo nekoliko milijuna godina do najmanjih i najbrojnijih zvijezda koje žive dugo i proizvode snažne zvjezdane oluje.
Najmanje zvijezde teže oko osam posto Sunčeve mase. Ispod te granice nalazi se neobična klasa objekata — smeđi patuljci. Nastaju na isti način kao zvijezde, kolapsom molekularnih oblaka, ali njihove jezgre nikada ne postaju dovoljno vruće da fuzioniraju obični vodik u helij. Mnogi kratko fuzioniraju deuterij, teški vodik, u ranoj fazi života. Koliko mali mogu biti objekti koje stvara proces formiranja zvijezda — to pitanje do sada nije imalo jasan odgovor.
Od tri do dva Jupitera
Ista istraživačka skupina proučavala je IC 348 Webbom već 2022. godine, kada je otkrila smeđe patuljke mase tri do četiri puta veće od Jupiterove. U novom ciklusu promatranja 2024. godine koristili su NIRCam, kameru u bliskom infracrvenom spektru, kako bi snimili slabi sjaj mladih smeđih patuljaka i novorođenih zvijezda. Kandidate su odabrali prema boji i sjaju, a zatim su 2025. godine NIRSpec spektroskopijom izmjerili njihove mase.
Rezultat je objavljen u znanstvenom časopisu The Astrophysical Journal Letters. Webb je otkrio smeđe patuljke mase tek dvostruko veće od Jupiterove, odnosno 0,19 posto Sunčeve mase — daleko manje nego što teorija predviđa. To su najmanje masivni poznati smeđi patuljci i njihovo postojanje izravno dovodi u pitanje modele nastanka zvijezda.
Jedan od najlakših novootkrivenih patuljaka pokazuje znakove diska oko sebe. To znači da bi se mali planeti mogli formirati oko objekta koji je i sam mase planeta. Tijekom analize spektara istraživači su naišli i na značajku koju pripisuju neidentificiranom ugljikovodiku — molekuli sastavljenoj samo od vodika i ugljika. Ta je značajka dosad viđena jedino u atmosferama najmanje masivnih smeđih patuljaka, što sugerira da bi ti ekstremni objekti mogli činiti vlastitu spektralnu klasu.
Mlazovi koji sijeku oblake
Zvijezde i smeđi patuljci nisu jedina atrakcija na snimci. U gornjem desnom kutu nalazi se bogata zbirka protuzvijezda, a nekoliko njih prate Herbig-Haro objekti — svjetleće regije koje nastaju kada mlazovi iz rastućih zvijezda udare u okolni plin i prašinu. Horizontalno orijentirana dugačka uska struktura u tom kutu je Herbig-Haro objekt HH 797. Pažljivijim pregledom pokazalo se da je riječ o dvjema protuzvijezdama s gotovo paralelnim izljevima. Odmah desno od HH 797 nalazi se izvor u obliku propelera, HH 211, s uskim mlazovima i širim izljevima.
Podaci za ovu sliku dolaze iz Webbovog programa General Observer 4866. Osim proučavanja najmanje masivnih objekata nastalih procesom formiranja zvijezda, program nastoji razumjeti kako se populacije planetarnih objekata poput smeđih patuljaka razlikuju među regijama formiranja zvijezda, kao i podrijetlo ugljikovodične značajke.
Ono što ostaje otvoreno jest pitanje koje istraživači nisu postavili: ako modeli nastanka zvijezda ne mogu objasniti objekt mase dva Jupitera, koliko je još pretpostavki u astrofizici izgrađeno na teorijama koje stvarnost odbija potvrditi? Webb svakim novim snimkom ne samo da dodaje objekte u katalog — on ruši okvire u kojima smo ih mislili razumjeti. Isti instrument koji je prije tri godine otkrio patuljke od tri Jupiterove mase sada je pronašao one od dvije. Granica se pomiče, a teorija zaostaje.