กล้อง SPHEREx ของ NASA เผยชั้นบรรยากาศเคมีซับซ้อนของดาวแคระน้ำตาล 37 ดวง

ผลการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่ในวารสาร The Astrophysical Journal ซึ่งใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ SPHEREx ของ NASA ชี้ว่าดาวแคระน้ำตาล วัตถุลึกลับที่เส้นแบ่งระหว่างดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์นอกระบบไม่ชัดเจน มีชั้นบรรยากาศอุดมด้วยสารเคมีไม่ต่างจากดาวเคราะห์แก๊สยักษ์อย่างดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์

ดาวแคระน้ำตาลถูกค้นพบครั้งแรกในทศวรรษ 1990 เกิดจากกลุ่มแก๊สที่ยุบตัวเหมือนดาวฤกษ์ แต่มีมวลไม่มากพอจะเกิดปฏิกิริยาฟิวชันไฮโดรเจนในแกนกลาง ต่างจากดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ ดาวแคระน้ำตาลลอยเคว้งในความมืดโดยไม่มีดาวฤกษ์แม่ และให้ความร้อนจากภายในตัวเองทั้งหมด จนถึงขณะนี้มีดาวแคระน้ำตาลลอยอิสระเพียงไม่กี่สิบดวงที่ถูกศึกษาอย่างละเอียดด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ

ทีมวิจัยนำโดย Zafar Rustamkulov นักวิทยาศาสตร์จาก IPAC ของ Caltech ในพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย ใช้ข้อมูลจาก SPHEREx กล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรดที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อเดือนมีนาคม 2025 และบริหารงานโดยห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory วิเคราะห์ดาวแคระน้ำตาลใกล้โลก 37 ดวง ครอบคลุมช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ราว 4,000 ถึงลบ 10 องศาฟาเรนไฮต์ (2,200 ถึงลบ 20 องศาเซลเซียส) โดยกล้องวัดความสว่างใน 102 สีที่แตกต่างกันเพื่อสร้างสเปกตรัม ซึ่งเผยให้เห็นโมเลกุลน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ และมีเทนในชั้นบรรยากาศ

พวกมันดูกอทิกไปหน่อย ดาวแคระน้ำตาลที่ลอยอิสระต่างจากดาวเคราะห์นอกระบบตรงที่เป็นวัตถุอวกาศที่เป็นอิสระโดยสมบูรณ์ และจะเลือนหายไปในความมืดอย่างโดดเดี่ยว เรายังอยู่ระหว่างเรียนรู้ว่ามันซับซ้อนแค่ไหน

J. Davy Kirkpatrick นักวิทยาศาสตร์ร่วมวิจัยจาก IPAC ของ Caltech ระบุว่าทีมเห็นสัญญาณของโมเลกุลเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปตามแต่ละวัตถุทั่วทั้งช่วงอุณหภูมิ และยังมีข้อมูลดาวแคระน้ำตาลอีกหลายพันดวงที่อยู่ระหว่างวิเคราะห์เพิ่มเติม Rustamkulov กล่าวเสริมว่าแบบจำลองปัจจุบันยังจับรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของกลุ่มเมฆได้ไม่แม่นยำ เพราะดาวแคระน้ำตาลแต่ละดวงมีสเปกตรัมแตกต่างกันแม้อุณหภูมิเท่ากัน การสังเกตดาวแคระน้ำตาลเป็นเพียงโปรเจกต์เสริมของ SPHEREx ซึ่งภารกิจหลักคือการถ่ายภาพราว 3,600 ภาพต่อวันเพื่อทำแผนที่จักรวาลทั้งหมด และค้นหาส่วนประกอบทางเคมีของชีวิตไปพร้อมกัน