latex

مُلَخَّصُ

نُقَدِّم تَقْرِيراً عَن البَحْثِ الحَسّاسِ بِالأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ عَن الأَقْراص حَوْلَ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الشابَّةِ المَعْزُولَةِ (PMOs) فِي عُنْقُود NGC1333، مِن خِلالَ تَكْدِيسِ 70 إِطارا مِن Spitzer/IRAC عِنْدَ 3.6 وَ 4.5\(\,\mu m\). تَتَجاوَز صُوَرنا المُجَمَّعَة \(>2.3\)mag عُمْقِ الإِطارات الفَرْدِيَّةِ، وَتُغَطَّى 50 قَزَما بَنَيا، 15 مِنهُم لَدَيهِم أَنْواعِ طَيْفِيّه M9 أَو أَحْدَثِ. الأَنْواع الطَيْفِيَّة \(>\)M9 تَتَوافَق مَعَ كُتَلِ فِي مَجالِ الكَواكِب العِمْلاقَةِ، أَيّ قَرِيبَةٌ أَو أَقَلَّ مِن حَدٍّ حَرْقِ الديوتيريوم البالِغِ 0.015\(\,M_{\odot}\). خَمْسَةِ مِن 12 PMO تُظْهِر دَلِيلاً قاطِعاً عَلَى الفائِضِ، مِمّا يَعْنِي نِسْبَةَ قُرْص تَبْلُغ 42%، عَلَى الرَغْمِ مِن الشَكُّ الإِحْصائِيّ الكَبِيرِ نَظَراً لَصَغَّرَ العَيِّنَةُ. مُقارَنَةً بِالقِياسات لِلأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَعْلَى، لا تَنْخَفِض نِسْبَةَ القُرْصِ بِشَكْلٍ كَبِيرٍ مَعَ اِنْخِفاضِ الكُتْلَةِ فِي المَجالِ دُونِ النَجْمِيّ، متوافقه مَعَ النَتائِجِ السابِقَةِ. وَبِالتالِي، فَإِنَّ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الشابَّةِ المَعْزُولَةِ لَدَيها القُدْرَةِ عَلَى تَشْكِيلِ أَنْظِمَتها الكَوْكَبِيَّة الصَغِيرَةِ. نُلاحِظ أَنَّ واحِداً فَقَط مِن الأَجْسام السِتَّةِ ذاتِ الكُتْلَةِ الأَقَلِّ فِي NGC1333، بِنَوْعٍ طَيْفِي L0 أَو أَحْدَثِ، لَدَيهِ قُرْص مُؤَكِّدٍ. بِمُراجَعَةِ الأَدَبِيّاتِ، نَجِد أَنَّ الأَجْسام المَعْزُولَةِ ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى مَعَ كَشَفَ قُرْص ثابِتٌ لَها كُتَلِ تَقارُبٍ \(\sim0.01\,M_{\odot}\) (أَو \(\sim 10\,M_{\mathrm{Jup}}\)). لَيِسَ مِن الواضِحِ بُعْدَ ما إِذا كانَت الأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَقَلِّ تَحْتَوِي عَلَى أَقْراص. إِذا لَم يَكُن الأَمْرُ كَذٰلِكَ، فَقَد يُشِير ذٰلِكَ إِلَى أَنَّ \(\sim 10\,M_{\mathrm{Jup}}\) هُوَ الحَدِّ الأَدْنَى لِلكُتْلَة لِلأَجْسام الَّتِي تَتَشَكَّل مِثْلَ النُجُومِ. تُمَهِّد تَجْرِبَتنا فِي كَشَفَ الأَقْراص عَلَى صُور Spitzer العَمِيقَةِ الطَرِيقِ لِلدِراساتِ مَعَ JWST عِنْدَ أَطْوال موجيه أَطْوَلِ وَحَسّاسَيْهِ أَعْلَى، وَالَّتِي سَتَسْتَكْشِف بِشَكْلٍ أَكْبَرَ اِنْتِشارِ الأَقْراص وَتَشْكِيلِ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الشابَّةِ المَعْزُولَةِ.

مُقَدِّمَةِ

تَتَشَكَّل الكَواكِب فِي أَقْراص مُغَبَّره تُحِيط بِالنُجُوم حَدِيثَةٍ الوِلادَةِ. الطَرِيقَةِ الأَكْثَرَ مُباشَرَةً لِتَحْدِيدِ وُجُودِ أَقْراص حَوْلَ النُجُومِ هِيَ مِن خِلالَ التَصْوِيرِ بِالأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ، بَحْثاً عَن الاِنْبِعاث الزائِد مِن الغُبارِ الدافِئ. المَوادِّ المَوْجُودَةِ فِي القُرْصِ هِيَ بَقايا مِن السَحابَة الدَوّارَة الَّتِي تُشَكِّل مِنها النَجْمِ، وَتَتَسَطَّح إِلَى هَيْكَلِ عَلَى شَكْلٍ قُرْص أَثْناءَ الاِنْهِيارِ، حَيْثُ يَتِمّ الحِفاظِ عَلَى الزَخِمِ الزاوي. فِي مَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ الَّتِي تَتَراوَح أَعْمارها بَيِّنَ (1-2) مِلْيُونِ سَنَةً، يَحْتَفِظ أَكْثَرَ مِن نِصْفِ جَمِيعِ النُجُومِ مِن نَوْعٍ (GKM) بِأَقْراص. فِي المَناطِقِ الأَكْبَرُ سَناً الَّتِي تَتَراوَح أَعْمارها بَيِّنَ (5-10) مِلْيُونِ سَنَةً، تَنْخَفِض نِسْبَةَ الأَقْراص إِلَى (10-20%)، حَيْثُ يَتِمّ اِمْتِصاصِ مَوادِّ القُرْصِ إِلَى النُجُومِ، أَو تَتَطايَر بِفِعْلِ الرِياحِ، أَو تُدْمِج فِي الأَنْظِمَةِ الكَوْكَبِيَّة (jayawardhana99,haisch01,meyer07).

لَيِسَ فَقَط النُجُومِ تَحْتَوِي عَلَى أَقْراص، بَل أَيْضاً الأَقْزام البُنْيَةِ الشابَّةِ، وَهِيَ أَجْسام دُونِ نَجْمَيْهِ بِكُتَلٍ تُقِلّ عَن (0.08) كُتْلَةِ شَمْسِيَّةً، أَو (80) كُتْلَةِ مُشْتَرِي، وَبِالتالِي لا تَسْتَطِيع الحِفاظِ عَلَى اِحْتِراقِ الهِيدرُوجِين بِشَكْلٍ مُسْتَقِرّ. بَدَأَت الاِكْتِشافاتِ وَالدِراساتِ الأَوَّلِيَّةِ لِهٰذِهِ الأَقْراص حَوْلَ الأَجْسام دُونِ النَجْمِيَّة مُنْذُ حِوالِي عَقْدَيْنِ مِن الزَمانِ (natta02,jayawardhana03,mohanty04)، مِمّا أَدَّى إِلَى الاِعْتِرافِ الآنَ بِأَنَّ مُعْظَمَ الأَقْزام البُنْيَةِ تَتَشَكَّل مِثْلَ النُجُومِ مِن اِنْهِيارِ السُحُبِ الأَساسِيَّةِ (luhman12b). لَعِبَ تِلِسْكُوب الفَضاءِ سبيتزر دَوْراً حاسِماً فِي تَعْمِيقِ فَهْمِنا لَأَقْراص الأَقْزام البُنْيَةِ بِفَضْلِ حَسّاسِيَّته غَيْرِ المَسْبُوقَةِ فِي نِطاقِ (3-24) ميكرومتر. مَعَ تَزايُدِ العَيْنات، أَصْبَحَ مِن الواضِحِ أَنَّ أَقْراص الأَقْزام البُنْيَةِ شائِعَةٍ وَطَوِيله الأَمَدِ. نَسَبَ الأَقْراص بَيِّنَ الأَقْزام البُنْيَةِ فِي مَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ الشابَّةِ مُماثِلَةٍ لِتِلْكَ المَوْجُودَةِ فِي النُجُومِ المُعاصِرَةِ، مِمّا يَعْنِي أَنَّ أَعْمارَ الأَقْراص مُتَشابِهَةً (scholz08,luhman12). بِاِسْتِخْدامِ سبيتزر، تَعْلَمنا أَيْضاً أَنَّ أَقْراص الأَقْزام البُنْيَةِ تُظْهِر دَلائِلِ عَلَى نُمُوِّ حُبَيْباتِ الغُبارِ (apai05) وَتَرَسَّبَ الغُبارِ إِلَى المُسْتَوَى الأَوْسَطِ (scholz07) - وَهِيَ شُرُوطٍ مُسْبَقَةٍ لَتَكْوِين الكَواكِب عَبْرَ تَراكُمِ النَواةُ. بِالفِعْلِ، أَظْهَرَت الأَعْمالِ اللاحِقَةِ فِي الأَطْوال الموجيه الأَطْوَل، وَخاصَّةً مَعَ (ALMA)، إِمْكانِيَّةَ تَكْوِينِ الكَواكِب فِي أَقْراص الأَقْزام البُنْيَةِ (testi16). اِكْتِشافِ عِدَّةٍ رُفَقاء بِكُتَله كَوْكَبَيْهِ يَدُورُونَ حَوْلَ الأَقْزام البُنْيَةِ يُشِير إِلَى أَنَّ الأَجْسام دُونِ النَجْمِيَّة بِكُتَلٍ تَتَراوَح بَيِّنَ (1-8%) مِن كُتْلَةِ الشَمْسِ يُمْكِن أَنَّ تُشَكِّل أَنْظِمَتها الكَوْكَبِيَّة الخاصَّةِ (jung18).

بِالتَوازِي مَعَ اِسْتِكْشافٍ الأَقْراص دُونِ النَجْمِيَّة، أَقامَت بَرامِجِ المُراقَبَةِ الأَرْضِيَّة العَمِيقَةِ حَقِيقَةِ أَنَّ مَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ تَسْتَضِيف أَجْساماً بِكُتَلٍ تُقِلّ بِمِقْدارِ عَشَرَةِ أَضْعافٍ عَن حَدٍّ اِحْتِراقِ الهِيدرُوجِين. فِي جَمِيعِ المَناطِقِ الَّتِي تَمَّت دِراسَتَها بِعُمْقِ كافٍ - مِثْلَ، (\(\sigma\) Orionis, \(\rho\) Ophiuchi, NGC1333, IC348, Chamaeleon-I, Taurus, Lupus, Upper Scorpius) - تَجِد الدِراساتِ أَجْساماً بِكُتَلٍ أَقَلَّ مِن حَدٍّ اِحْتِراقِ الديوتيريوم البالِغِ حِوالِي (15) كُتْلَةِ مُشْتَرِي وُصُولاً إِلَى كُتَلِ مُنْخَفَضه تَصِل إِلَى حِوالِي (5) كُتْلَةِ مُشْتَرِي (zapatero00,lucas01,scholz12b,lodieu18,miretroig22).

نَعْرِف القَلِيلُ جِدّاً عَن طَبِيعَةِ وَتَطَوُّرِ هٰذِهِ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة (PMOs). تَتَعَلَّق إِحْدَى الأَسْئِلَةِ الأَساسِيَّةِ بِأَصْلها: قَد تَكُون تَشَكَّلَت إِمّا مِثْلَ النُجُومِ وَالأَقْزام البُنْيَةِ، مِن اِنْهِيارِ السُحُبِ الأَساسِيَّةِ (bate12). كَما يُمْكِن أَنَّ تَكُون كَواكِب عِمْلاقَةٍ تَمَّ طَرْدها مِن أَنْظِمَتها الأَصْلِيَّةِ (parker12,vanelteren19). مِن الناحِيَةِ النَظَرِيَّةِ بُحْتَهُ، نَتَوَقَّع مَزِيجاً مِن سِينارِيُوهاتٍ التَكْوِين فِي نِطاقِ الكُتْلَةِ (1-15) كُتْلَةِ مُشْتَرِي، مَعَ اِحْتِمالِ أَكْبَرَ لِلأَصْل النَجْمِيّ فِي الطَرَفِ العَلَوِيّ مِن النِطاقِ، وَغَلَبَهُ الأَصْلِ الكَوْكَبِيّ فِي الطَرَفِ الأَدْنَى (scholz22). يُتَوَقَّع أَنَّ يَكُون الحَدِّ الأَدْنَى لَكُتَله تَكْوِينِ النُجُومِ، المُحَدَّدِ بِحَدِّ الاِنْقِسامِ العَتامَة، فِي هٰذا النِطاقِ الكتلي أَيْضاً (bate12). وَلٰكِن لَم يَتِمّ التَحَقُّقِ مِن هٰذِهِ الأَفْكارَ تَجْرِيبِيّا بُعْدَ. سُؤالٍ أَساسِيٌّ آخَرِ هُوَ ما إِذا كانَت هٰذِهِ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة يُمْكِن أَنَّ تُشَكِّل أَنْظِمَتها الكَوْكَبِيَّة الصَغِيرَةِ.¹

البَحْثِ عَن تَوْقِيعِ الأَقْراص حَوْلَ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة سَيُسَلِّط الضَوْء عَلَى هٰذِهِ الأَسْئِلَةِ. إِذا كانَت الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة تَسْتَضِيف أَقْراصاً بِشَكْلٍ مُتَكَرِّرٍ، فَلَدَيها عَلَى الأَقَلِّ الإِمْكانِيَّة لِتَشْكِيلِ أَنْظِمَتها الكَوْكَبِيَّة الخاصَّةِ. يُمْكِن أَنَّ تُوَضِّح الدِراساتِ اللاحِقَةِ إِلَى أَيّ مَدَى تَتَحَقَّق الشُرُوطِ المُسْبَقَةِ لَتَكْوِين الكَواكِب (نُمُوِّ الحَبِيبات، كُتْلَةِ الغُبارِ الكافِيَةِ، الطُولَ العُمَرِيّ). إِذا تَشَكَّلَت الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة بِشَكْلٍ رَئِيسِيٍّ مِثْلَ الكَواكِب فِي أَقْراص حَوْلَ النُجُومِ، فَإِنَّنا نَتَوَقَّع أَنَّ تَتَعَطَّل أَقْراصها البِدائِيَّةِ (bowler11). وَبِالتالِي، مِن الواضِحِ أَنَّنا لا نَتَوَقَّع أَنَّ تَكُون الأَقْراص الكَبِيرَةِ شائِعَةٍ حَوْلَ الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة إِذا تَشَكَّلَت فِي أَقْراص حَوْلَ النُجُومِ. نَظَراً لِأَنَّنا نَتَوَقَّع أَنَّ تُصْبِح الكَواكِب المطروده أَكْثَرَ شُيُوعاً مَعَ اِنْخِفاضِ الكُتْلَةِ، فَإِنَّ مِعْياراً مُهِمّاً هُوَ تَحْدِيدِ الكُتْلَةِ الَّتِي تُصْبِح فِيها الأَقْراص نادِرَةً أَو غَيْرِ مَوْجُودَةٌ.

فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ، نُقَدِّم قِياسات جَدِيدَةٍ لِلأَطْوال الموجيه تَحْتَ الحَمْراءِ لِلأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة فِي العُنْقُود الشابُّ (NGC1333)، مِنْطَقَةِ نَشِطَةً لَتَكْوِين النُجُومِ بِعُمْر يُقارِب (1) مِلْيُونِ سَنَةً (gutermuth08,scholz09) وَبِمَسافَة (300) فَرَسَّخَ فَلَكِيٍّ، وِفْقاً لَقِياسات البارالاكس مِن (Gaia DR2) لِلنُجُوم الأَعْضاءِ (pavlidou22). عَلَى عَكْسَ الدِراساتِ السابِقَةِ لِلأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ فِي هٰذا العُنْقُود، نَقُوم بِبِناءِ صُور سبيتزر الجَدِيدَةِ فائِقه العُمْقِ مِن خِلالَ تَكْدِيسِ مُلاحَظاتٍ مُتَسَلْسِلَةً. فِي القِسْمِ [data] نُقَدِّم المَنْهَجِيَّة وَالعَيِّنَة. فِي القِسْمِ [disc] نَسْتَخْلِص الفائِضِ تَحْتَ الحَمْراءِ، نَتَحَقَّق مِن وُجُودِ الأَقْراص فِي الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة، وَنُناقِش أَقْراص الأَجْسام الكَوْكَبِيَّة الطَلِيقَة بِشَكْلٍ عامَ. نُقَدِّم الاِسْتِنْتاجاتِ فِي القِسْمِ [sum].

تَحْلِيلِ البَياناتِ

تَكْدِيسِ الصُوَرِ

تَمَّت مُلاحَظَةُ NGC1333 كَجُزْء مِن بَرْنامَجِ YSOVAR خِلالَ مُهِمَّةً Spitzer الدافِئَةَ، تَحْتَ رَقْمِ البَرْنامَجِ 61026. تَمَّت المُلاحَظَةُ فِي قَنَواتٍ IRAC الأُولَى (\(3.6\,\mu m\)) وَالثانِيَةُ (\(4.5\,\mu m\))، وَالَّتِي سَتُسَمَّى فِيما يَلِي IRAC1 وIRAC2. لِلحُصُولِ عَلَى مَعْلُوماتٍ كامِلَةٍ عَن YSOVAR، أَنْظُر (rebull14). بِاِخْتِصار، كانَ YSOVAR بَرْنامَجِ مُراقَبَةِ واسِعٍ النِطاقِ مَعَ Spitzer لِدِراسَةِ التَغَيُّراتِ فِي النُجُومِ الشابَّةِ، مَعَ التَرْكِيزِ بِشَكْلٍ خاصٍّ عَلَى هَيْكَلِ القُرْصِ الداخِلِيِّ، تَغَيُّراتٍ الاستحواذ، الثُنائِيّات الكسوفيه وَفَتَراتِ الدَوْرانِ. شَمْلِ البَرْنامَجِ 12 مِنْطَقَةِ تَكْوِينِ نَجْمَيْ. تَخْتَلِف عَدَدٍ العُصُورِ مِن مِنْطَقَةِ إِلَى أُخْرَى، مِن حِوالِي اِثْنَيْ عَشَرَ كَحَدٍّ أَدَّنِي إِلَى عِدَّةٍ آلافِ. كانَت NGC1333 إِحْدَى المَناطِقِ المُسْتَهْدَفَة لِ YSOVAR، بِمِساحَة مَسْحٍ تَبْلُغ \(2\times2\) مَجالِ رُؤْيَةٍ IRAC، حَيْثُ تَمَّ تَغْطِيَةِ مَجالِ \(10'\times 10'\) بُكَلاً القَناتَيْنِ. لِمَزِيدٍ مِن المَعْلُوماتِ حَوْلَ تَحْلِيلِ التَغَيُّراتِ لِمَجْمُوعَةِ بَياناتٍ NGC1333، أَنْظُر (rebull15). المَرْجِعِ الأَساسِيُّ لَأَدّاهُ IRAC هُوَ (fazio04).

قُمْنا بِتَنْزِيل 70 صُورَةِ مِن مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ YSOVAR عَلَى NGC1333، لِكُلِّ مِن القَناتَيْنِ، مِن أَرْشِيف Spitzer التُراثِيِّ. الصُوَرِ لِقَناةِ مُعَيَّنَةٍ لَها تَوْجِيهِ مُتَشابِه جِدّاً، مَعَ دَوَران مَيْدانِيٌّ ضَئِيلٍ، وَعُمْقِ مُماثِلٍ. وَمَعَ ذٰلِكَ، بِسَبَبِ تَخْطِيطِ مُسْتَوَى تَرْكِيزِ Spitzer، تَكُون الصُوَرِ لِلقَناةِ الأُولَى مُتَحَيِّزه مُقارَنَةً بِالقَناة الثانِيَةِ. تَمَّ التَكْدِيس بِاِسْتِخْدامِ حَزْمه Python reproject (robitaille20)، مَعَ الوَظِيفَةِ reproject_and_coadd. قُمْنا بِالتَكْدِيس فِي دَوْرَتَيْنِ، لِكُلِّ مُرَشَّحِ عَلَى حِدَّةِ: أَوَّلاً أَنْشَآنا 7 تَكْدِيسات مِن 10 صُور لِكُلِّ مِنها، ثُمَّ قُمْنا بِتَكْدِيس 7 التَكْدِيسات الناتِجَةِ إِلَى صُورَةِ نِهائِيَّةٍ عَمِيقَةٌ لِكُلِّ نِطاقِ.

اِخْتِيارِ العَيِّنَةُ

لَقَد أَنْشَآنا فَهَرَسا لِلأَقْزام البُنْيَةِ فِي NGC1333 اِسْتِناداً إِلَى التَعْدادِ الأَخِيرِ بِواسِطَةِ (luhman16)، وَالَّذِي يَعْتَمِد عَلَى العَدِيدَ مِن الدِراساتِ السابِقَةِ وَيَشْمَل مُراجَعَةٍ شامِلَةٍ لِلأَدَبِيّات. تَتَضَمَّن قائِمَتهم المَنْشُورَةُ 203 عُضْواً جَدِيداً، وَالغالِبِيَّة العُظْمَى مِنهُم فِي المِنْطَقَةِ الَّتِي تُغَطِّيها صُور سبيتزر العَمِيقَةِ لَدَينا. لَدَى مُعْظَمَ الأَعْضاءِ تَأْكِيدِ طَيْفِي بَصَرِيّ أَو قَرِيبٍ مِن الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ، إِمّا بِواسِطَةِ مُؤَلِّفَيَّ هٰذا التَعْدادِ، أَو مِن الأَدَبِيّاتِ. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، يَسْتَخْدِم المُؤَلِّفُونَ قِياساتهم الفَلَكِيَّة الخاصَّةِ، فَضْلاً عَن مُؤَشِّراتٌ الشَبابِ (مِثْلَ، إِشْعاع الأَشِعَّة السينيه، الفائِضِ الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ) لِتَحْدِيدِ أَعْضاءِ العُنْقُود. يُعْتَبَر تَعْدادٍ لوهمان ’شِبْهِ كامِلٍ’ حَتَّى قِيَمِ القَدَرُ الظاهِرِيِّ K الَّتِي تَصِل إِلَى 16.2 وَ\(A_J\) الَّتِي تَصِل إِلَى 3.

مِن تِلْكَ القائِمَةِ، اِخْتَرْنا 65 حَيْثُ أَنَّ النَوْعِ الطَيْفِيّ الَّذِي اِعْتَمَدَهُ (luhman16) هُوَ M6 أَو أَحْدَثِ. يَسْتَخْدِم النَوْعِ الطَيْفِيّ M6 عادَةً كَحَدٍّ فاصِلٍ بَيِّنَ النُجُومِ وَالأَقْزام البُنْيَةِ فِي المَناطِقِ الَّتِي تُشَكِّل النُجُومِ. يُتَرْجِم ذٰلِكَ إِلَى دَرَجَةِ حَرارَةُ تَقارُبٍ 3000K (muzic14)، مِمّا يُعادِل جِسْما بِكُتَله عِنْدَ أَو قَلِيلاً فَوْقَ الحَدِّ الفَرْعِيِّ لِلنُجُوم وَالَّذِي يَبْلُغ 0.08\(\,M_{\odot}\) لِعُمَر يَتَراوَح بَيِّنَ 1-5Myr، وِفْقاً لَمَسارات التَطَوُّرِ (baraffe15). وَهٰذا يَعْنِي أَنَّ عَيَّنَتْنا يَجِب أَنَّ تَشْمَل جَمِيعِ الأَقْزام البُنْيَةِ المَعْرُوفَةِ فِي تَعْدادٍ NGC1333، وَلٰكِن قَد تَشْمَل بِعَضِّ النُجُومِ ذاتِ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة جِدّاً أَيْضاً. تَتَضَمَّن العَيِّنَةُ أَيْضاً 19 جِسْما بِنَوْعٍ طَيْفِي M9 أَو أَحْدَثِ، أَيّ، بِكُتَلٍ مُقَدَّرَةً قَرِيبَةٌ مِن أَو أَقَلَّ مِن حَدٍّ حَرْقِ الديوتيريوم. هٰذِهِ الأَجْسام الفَرْعِيَّةِ الكُتْلَةِ هِيَ التَرْكِيزِ الرَئِيسِيُّ لِهٰذِهِ الوَرَقَةَ.

مِن 65 قَزَم بَنِي مُحْتَمَلٍ، 49 – بِما فِي ذٰلِكَ 14 مِن الأَجْسام الفَرْعِيَّةِ الكُتْلَةِ – مُغَطّاةً بِواسِطَةِ واحِدَةٍ عَلَى الأَقَلِّ مِن صُور سبيتزر/IRAC العَمِيقَةِ لَدَينا. بُعْدَ تَعْدادٍ (luhman16)، أَكَّدَت وَرَقَتانِ أُخْرَيانِ أَعْضاءِ فَرْعِيَّيْنِ جَدَّدَ لِ NGC1333: (esplin17b) وَ(allers20). تَتَضَمَّن الأُولَى جِسْمَيْنِ آخَرِينَ بِنَوْعٍ طَيْفِي M9 أَو أَحْدَثِ، أَحَدُهُما مُغَطَّى بِصُوَرنا، وَتَمَّ الإِبْلاغ عَنهُ فِي الأَصْلِ بِواسِطَةِ (oasa08). لَقَد أَضَفْناهُ إِلَى عَيَّنَتْنا (بِنَوْعٍ طَيْفِي M9-L4، نَعْتَمِد هُنا L1.5). وَبِذٰلِكَ يَتَأَلَّف إِجْمالِيِّ عَيَّنَتْنا مِن الأَجْسام الفَرْعِيَّةِ الكُتْلَةِ مِن 15 جِسْما. بِسَبَبِ الإِزاحات المَكانِيَّة بَيِّنَ الصُوَرِ فِي قَناتَيَّ سبيتزر/IRAC، فَإِنَّ بِعَضِّ الأَجْسام فِي عَيَّنَتْنا مُغَطّاةً بِواسِطَةِ قَناةِ واحِدَةٍ فَقَط. عَدَدٍ مِن المَصادِرُ فِي مَناطِقِ ذاتِ خَلْفِيَّةِ مُتَغَيِّره بِشَكْلٍ كَبِيرٍ أَو قَرِيبَةٌ جِدّاً مِن الحافَة. مِن 65 قَزَم بَنِي مُحْتَمَلٍ، 34 مَوْجُودُونَ فِي فَهَرَسَ JKS الَّذِي نَشَرَهُ (scholz12b)، وَالَّذِي يَجْمَع بَيِّنَ التَصْوِيرِ الفُوتُوغرافِيِّ العَمِيقِ لِلأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ القَرِيبَةِ J- وَ K- مِن (scholz09) مَعَ قائِمَةً YSOs الَّتِي تَمَّ إِنْشاؤها مِن صُور سبيتزر/IRAC لِمَرَّةٍ واحِدَةٍ الَّتِي أَلْتَقِطها مَشْرُوعِ C2D (evans09). بِالنِسْبَةِ لِلأَجْسام الَّتِي تُغَطِّيها صُور سبيتزر العَمِيقَةِ لَدَينا، 23 (IRAC1) وَ 22 (IRAC2) مَوْجُودُونَ فِي فَهَرَسَ JKS.

التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ

قُمْنا بِإِجْراءِ التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ لِلأَجْسام فِي فَهَرَسَنا بِاِسْتِخْدامِ أَدَواتِ مِن photutils (bradley21). اِخْتَرْنا فَتْحَةِ ثابِتَةٍ بِنِصْفِ قَطَرِ 5 بِكَسَل. نُلاحِظ أَنَّ حَجْمِ البكسل الأَصْلِيُّ لِ IRAC هُوَ 1.2“، وَلٰكِن الفُسَيْفِساء المُسْتَخْدَمَةِ هُنا تَحْتَوِي عَلَى 0.6” لِكُلِّ بِكَسَل. يَبْلُغ العَرْضِ الكامِلِ عِنْدَ نِصْفِ الحَدِّ الأَقْصَى لِ IRAC خِلالَ المُهِمَّةِ الدافِئَةَ 2.0“, وِفْقاً لِدَلِيلِ أَداةٌ IRAC. يَتَوافَق نِصْفِ قَطَرِ الفَتْحَة البالِغِ 5 بِكَسَل مَعَ قَطَرِ فَتْحَةِ 6”, أَو ما يَقْرُب مِن ثَلاثَةِ أَضْعافٍ العَرْضِ الكامِلِ عِنْدَ نِصْفِ الحَدِّ الأَقْصَى، وَيَجِب أَنَّ يَلْتَقِط أَكْثَرَ مِن 90% مِن الفلوكس. لَتَقْدِيرات الخَلْفِيَّةِ المَحَلِّيَّةِ، قُمْنا بِقِياس التَدَفُّقِ الوَسِيطِ فِي حَلْقَةِ بِنِصْفِ قَطَرِ داخِلِيٌّ وَخارِجِيّ 7 وَ 10 بِكَسَل مُرَكَّزَةً عَلَى إِحْداثِيّات الجِسْمِ.

تَمَّ مَعايِره القُدْراتِ بِالمُقارَنَةِ المُباشِرَةِ مَعَ فَهَرَسَ JKS المَذْكُورِ أَعْلاه. الفِرَقِ بَيِّنَ قُدْراتٍ IRAC فِي JKS، الَّتِي تَأْتِي أَصْلا مِن قائِمَةً مَصادِرُ C2D (evans09)، وَقِياساتنا الاداتيه ثابِتٌ لِمَجْمُوعَةِ واسِعَةً مِن القُدْراتِ، مَعَ أَخْطاءِ قِياسِيَّةٍ تَبْلُغ 0.03 وَ 0.04 ماغ (حَسَبَ القَناة). وَبِالتالِي، يُؤَدِّي إِضافَةً أَزاحَهُ بَسِيطَةً إِلَى تَحْوِيلِ قُدْراتنا الاداتيه إِلَى النِظامِ القِياسِيَّ وَجَعْلِها قابِلَةٍ لِلمُقارَنَة مَعَ الأَدَبِيّاتِ.

تَمَّ تَقْدِيرٍ أَخْطاءِ التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ بِإِضافَة أَخْطاءِ بواسون فِي تَدَفُّقِ المَصْدَرُ، وَالخَطَأ القِياسِيَّ لِلخَلْفِيَّة مَضْرُوبا فِي عَدَدٍ البكسلات فِي الفَتْحَة، وَالخَطَأ فِي المُعايَرَة، جَمِيعُها فِي المُرَبَّعِ. الخَطَأ الوَسِيطِ، الَّذِي يُهَيْمِن عَلَيهِ عَدَمِ اليَقِينِ فِي المُعايَرَة، يَبْلُغ 0.04 ماغ لَكَلَآ القَناتَيْنِ.

تَمَّ فَحْص جَمِيعِ المَصادِرُ فِي الصُوَرِ المكدسه. عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، تُحَقِّقنا مِن أَنَّ الخَلْفِيَّةِ الَّتِي حَدَّدَتْها رُوتِين التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ كافِيَةٍ وَأَنَّ الفَتْحَة مُرَكَّزَةً جَيِّداً عَلَى المَصْدَرُ. كَما ذَكَّرَنا سابِقاً، تَقَع بِعَضِّ الأَجْسام فِي مِنْطَقَةِ ذاتِ خَلْفِيَّةِ مُتَغَيِّره بِشَكْلٍ كَبِيرٍ، مِمّا قَد يُؤَثِّر عَلَى التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ.

أَخِيراً، نَحْسِب اللَوْنِ \(K-IRAC1\) وَ \(K-IRAC2\) بِاِسْتِخْدامِ قِيَمِ النِطاقِ K المُدْرَجَةِ فِي luhman16. قُمْنا بِإِزالَةِ تَأْثِيرِ الاِنْقِراض عَن هٰذِهِ الأَلْوانِ إِلَى صِفْر بِاِسْتِخْدامِ قِيَمِ الاِنْقِراض \(A_J\) المَنْشُورَةُ لِلعَيِّنَة، مَرَّةً أُخْرَى مِن luhman16. تَمَّ تَحْدِيدِ هٰذِهِ القِيَمِ مِن خِلالَ مُقارَنَةً الأَلْوانِ البَصَرِيَّةِ وَالقَرِيبَةِ مِن الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ بِالقِيَمِ الظاهِرِيَّة المُتَوَقَّعَةِ. لَجُزْء مِن عَيَّنَتْنا، حَدَّدَ scholz12a الاِنْقِراض، بِاِسْتِخْدامِ التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ وَالطَيْفِيّ. بِالمُقارَنَةِ مَعَ قِيَمِ Luhman، هُناكَ تَوافُقٌ جَيِّدٍ، مَعَ عَدَمِ يَقِينٍ نَمُوذَجِيٍّ أَقَلَّ مِن 0.5 ماغ فِي \(A_J\).

لِتَصْحِيحِ الاِنْقِراض، نَحُول مِن \(A_J\) إِلَى \(A_K\) بِاِسْتِخْدامِ قانُونِ اِنْقِراض قِياسِيٌّ (\(A_K = 0.382 A_J\)، mathis90). لَأَطْوال مَوْجاتِ IRAC، نَعْتَمِد \(A_{IRAC1} = 0.6 A_K\) وَ \(A_{IRAC2} = 0.5 A_K\). تَتَماشَى هٰذِهِ العَلاقاتِ الاِنْقِراض مَعَ الأَعْمالِ المَنْشُورَةُ مُؤَخَّراً لِمَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ، أَنْظُر chapman09. بِاِسْتِثْناءات قَلِيلَةٍ جِدّاً، تُقِلّ قِيَمِ \(A_J\) لِلأَقْزام البُنْيَةِ فِي عَيَّنَتْنا عَن 5. وَبِالتالِي، فَإِنَّ الاِخْتِيارُ الدَقِيقِ لِقانُونِ الاِنْقِراض ضِمْنَ القِيَمِ المَعْقُولَة لا يُغَيِّر النَتائِجِ بِأَيّ طَرِيقَةِ مُهِمَّةً. تَمَّ رَسْمِ الأَلْوانِ المُصَحِّحَة مِن الاِنْقِراض مُقابِلَ أَنْواعِ الطَيْف كَطَرِيقه لِتَحْدِيدِ الأَجْسام الَّتِي تُظْهِر اِنْبِعاثات زائِدَةٌ فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ وَبِالتالِي الأَقْراص. تُشَكِّل هٰذِهِ الأَرْقام أَساساً لِلنِقاشِ فِي القِسْمِ [disc].

لِلتَكامُل، قُمْنا أَيْضاً بِالتَصْوِيرِ الضَوْئِيّ لِلمَجال الكامِلِ بِاِسْتِخْدامِ SExtractor (bertin96) لِلصُورَةِ المكدسه وَصُورَةِ فَرْدِيَّةٍ فِي كُلّاً القَناتَيْنِ. بِمُقارَنَة ذُرْوَةِ الرَسْمُ البَيانِيّ لِلقُدْرات، وَجَدْنا أَنَّ الصُوَرِ المكدسه أَعْمَقُ بِمِقْدارِ 2.4 وَ 2.6 ماغ، لِ IRAC1 وَ IRAC2 عَلَى التَوالِي. يُؤَكِّد هٰذا النَتِيجَةُ الَّتِي تَوَقَّعْناها – فَالتَكْدِيس لِ 70 صُورَةِ ذاتِ جُودَة مُماثِلَةٍ يَجِب أَنَّ يُؤَدِّي إِلَى تَحَسُّنِ فِي نِسْبَةَ الإِشارَةُ إِلَى الضَوْضاء بِمِقْدارِ \(\sqrt{70}=8.3\)، أَو عُمْقِ أَكْبَرَ بِمِقْدارِ 2.3 ماغ.

النَتائِجِ وَالمُناقَشَة

أَلْوانُ الغِلافِ الضَوْئِيّ

لِتَحْدِيدِ الأَجْسام الَّتِي تَمْتَلِك إِشْعاعاً زائِدا فِي أَلْوانها تَحْتَ الحَمْراءِ، نَحْتاج أَوَّلاً إِلَى تَحْدِيدِ مُسْتَوَياتٍ الغِلافِ الضَوْئِيّ فِي نَفْسِ الأَلْوانِ، بِناءَ عَلَى نَوْعٍ الطَيْف. أَعْدَدْنا عَيِّنَةً مِن النُجُومِ وَالأَقْزام البُنْيَةِ بِأَنْواع طَيْفِيّه مِن M0 إِلَى L1، جَمِيعُها بِدُونِ أَقْراص (وَبِالتالِي بِدُونِ زِيادَةِ تَحْتَ الحَمْراءِ)، وَهِيَ أَعْضاءِ فِي مَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ القَرِيبَةِ (<10Myr). فِي هٰذا التَمْرِينِ، نَبْنِي عَلَى العَمَلِ فِي (almendros22). أَلْوانُ \(K-IRAC1\) وَ \(K-IRAC2\) لِهٰذِهِ العَيِّنَةُ تُظْهِر زِيادَةِ تَدْرِيجِيَّةٍ مِن قِيَمِ 0.1 لِلأَقْزام M المُبَكِّرَةُ إِلَى حِوالِي 1.0 لِلأَقْزام L المُبَكِّرَةُ. قُمْنا بِتَناسُب هٰذِهِ الأَلْوانِ لِأَنْواعِ طَيْفِيّه M6 أَو أَحْدَثِ بِمَيْل خُطَى، وَالَّذِي يَصِف الاِتِّجاهِ المُلاحَظِ فِي البَياناتِ جَيِّداً. \[K-IRAC1=0.1007\times SpT - 0.2847\] \[K-IRAC2=0.1179\times SpT - 0.3281\] هُنا، نَوْعٍ الطَيْف (\(SpT\)) هُوَ 6.0 لِ M6 وَ 11.0 لِ L1. اِخْتَبَرَنا هٰذِهِ العَلاقاتِ بِإِجْراءِ نَفْسِ الإِجْراءَ عَلَى مَجْمُوعَةِ فَرْعِيَّةٍ فَقَط مِن الأَجْسام بِدُونِ أَقْراص، وَلَم نَجِد تَغْيِيراً مَلْحُوظاً. عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، قَصْرنا التَناسُب لِلأَجْسام بِأَعْمار (<5Myr) وَالتَناسُب يَظَلّ مُشابِها جِدّاً. لِلإِشارَة، العَلاقاتِ المُعْطاة مُتَّسِقه مَعَ تِلْكَ الَّتِي نَشَرَها (luhman22) لَأَعْمار (<20Myr).

تَرْسُم أَلْواننا الضَوْئِيَّةِ فِي الشَكْلِ [kirac] كَخُطُوط صُلْبَةً. نَعْرِض أَيْضاً فِي الشَكْلِ التشتت النَمُوذَجِيّ لِلأَجْسام بِدُونِ أَقْراص حَوْلَ هٰذا التَناسُب، كَمِنْطَقَة مُلَوَّنه. مِن المُتَوَقَّعِ العُثُورِ عَلَى الأَجْسام بِدُونِ زِيادَةِ تَحْتَ الحَمْراءِ فِي NGC1333 فِي تِلْكَ المِنْطَقَةِ حَوْلَ الخَطِّ الصُلْبِ فِي الشَكْلِ [kirac].

الفائِضِ فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ وَنِسْبَةُ القُرْصِ

فِي الجَدْوَلُ [tab:pmo]، نَسْرُد القِياسات الضَوْئِيَّةِ الجَدِيدَةِ فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ وَالأَلْوان (قِبَلَ تَصْحِيحِ الاِنْقِراض) لِ 15 كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة (أَنْواعِ طَيْفِيّه M9 أَو أَحْدَثِ): 14 لَدَيها قِياسات فِي IRAC1، 13 فِي IRAC2. ثَلاثَةِ كائِنات ذاتِ قِياسات مُعْلَنَةٍ تَقَع فِي مَناطِقِ ذاتِ خَلْفِيَّةِ مُتَغَيِّره بِشَكْلٍ كَبِيرٍ، وَبُعْدَ فَحْص دَقِيقٍ نَعْتَبِر هٰذِهِ القِياسات غَيْرِ مَوْثُوقه. كَما يُمْكِن رُؤْيَتِهِ فِي الشَكْلِ [kirac]، ثَمانِيَةِ كائِنات ذاتِ قِياسات جَيِّدَةٍ لَدَيها لَوْنِ \(K-IRAC1\) بُعْدَ إِزالَةِ التحجب متوافق مَعَ الغِلافِ الجَوِّيِّ، سِتَّةِ مِنها فِي \(K-IRAC2\). بِشَكْلٍ عامَ، سَبْعَةِ مَصادِرُ مِن أَصْلِ 12 ذاتِ قِياسات قَوِيَّةٍ فِي شَرِيطِ واحِدٍ عَلَى الأَقَلِّ لا تُظْهِر أَيّ دَلِيلٌ عَلَى وُجُودِ فائِضٍ فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ.

تَمَّ العُثُورِ عَلَى الكائِنات الخَمْسَةِ المُتَبَقِّيَةُ لَدَيها فائِضٍ فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ وَبِالتالِي مِن المُحْتَمَلِ أَنَّ تَكُون كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة مَعَ أَقْراص. أَرْبَعَةِ مِن هٰذِهِ عِنْدَ النَوْعِ الطَيْفِيّ M9، ثَلاثَةِ مِنهُم مَعَ فائِضٍ فِي كُلّاً الشَرِيطَيْنِ (واحِدٍ مَعَ فائِضٍ هامِشَيَّ فِي IRAC1). الخامِسِ، بِنَوْعٍ طَيْفِي L0، لا يُوجَد لَدَيهِ فائِضٍ فِي IRAC1، وَلٰكِن فائِضٍ واضِحٍ فِي IRAC2. وَبِالتالِي، فَإِنَّ نِسْبَةَ القُرْصِ مِن عَيَّنَتْنا هِيَ 5/12 أَو 42%. بِسَبَبِ صَغَّرَ حَجْمِ العَيِّنَةُ، يَتَراوَح النِطاقِ المَعْقُول لَنِسْبَة القُرْصِ بَيِّنَ 26-60% (بِاِفْتِراض فَتَراتِ ثِقَةِ ثُنائِيَّةٍ الحدين بِمُسْتَوَى 1\(\sigma\)). الفَحْصِ البَصْرِيّ لِلكائِنات الثَلاثَةِ فِي مَناطِقِ ذاتِ خَلْفِيَّةِ مُتَغَيِّره بِشَكْلٍ كَبِيرٍ يُظْهِر أَنَّ واحِداً مِنها (SONYC-NGC1333-9) مَشْرِقٍ فِي كُلّاً شَرِيطَيَّ IRAC، وَبِالتالِي أَيْضاً مُرَشَّحِ جَيِّدٍ لِاِحْتِواءِ قُرْص. الاِثْنانِ الآخَرانِ ضَعِيفانِ وَمِن المُرَجِّحِ أَنَّ يَفْتَقِرانِ إِلَى الفائِضِ. إِدْراجِ هٰذِهِ الثَلاثَةِ سَيَجْعَل نِسْبَةَ القُرْصِ 6/15، أَو 40%. نُلاحِظ أَنَّهُ بِاِسْتِثْناءِ حالَةِ واحِدَةٍ، تَمَّ العُثُورِ عَلَى جَمِيعِ الأَقْراص فِي نِظامِ كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة لِلأَقْزام البُنْيَةِ المُصَنَّفَةُ ك M9، فِي الحَدِّ الأَعْلَى المُعْتَمَدُ لَعَيَّنَتْنا مِن كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة. بِالنِسْبَةِ لِلأَجْسام مِن نَوْعٍ L0 أَو أَحْدَثِ، فَإِنَّ نِسْبَةَ القُرْصِ هِيَ فَقَط 1/5 أَو 20%، 1/6 إِذا أَضَفْنا الواحِدِ مَعَ القِياس المُتَأَثِّرِ بِالخَلْفِيَّة.

تَشْمَل تَحْلِيلاتنا الأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى المُحَدَّدَةِ حَتَّى الآنَ فِي هٰذا العُنْقُود، وَبِشَكْلٍ خاصٍّ، الكائِنات السِتَّةِ ذاتِ النَوْعِ الطَيْفِيّ L0 أَو أَحْدَثِ (الَّتِي تَتَوافَق مَعَ كُتَلِ تَقْرِيباً \(0.01\,M_{\odot}\) أَو أَقَلَّ). نُحَدِّد الفائِضِ فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ لَخَمَّسَهُ مِن أَصْلِ سِتَّةِ، بِاِسْتِثْناءِ الحالَةِ المَذْكُورَةِ أَعْلاه. مِن المُحْتَمَلِ أَنَّ الدِراساتِ الاِسْتِقْصائِيَّة الحالِيَّةِ البَصَرِيَّةِ/القَرِيبَةِ مِن الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ لَيِسَت كامِلَةٍ لِتِلْكَ الأَنْواع الطَيْفِيَّة. وَبِالتالِي، قَد تَتَأَثَّر نَسَبَ الأَقْراص المُحَدَّدَةِ هُنا بِعَدَمِ الاِكْتِمال عِنْدَ الكُتَلِ الأَدْنَى. إِذا كانَ الأَجْسام الَّتِي تَحْمِل أَقْراصاً مَدْفُونه بِمُتَوَسِّطِ أَعْمَقُ مِن تِلْكَ بِدُونِ أَقْراص، وَبِالتالِي لَدَيها اِنْقِراض أَكْثَرَ وَهِيَ أَكْثَرَ خُفُوتاً، فَمِن المَعْقُول أَنَّنا نُقَلِّل مِن تَقْدِيرٍ نِسْبَةَ القُرْصِ لِ \(M<0.01\,M_{\odot}\). هٰذا، بِالإِضافَةِ إِلَى إِحْصائِيّات العَيْنات الصَغِيرَةِ، قَد يُساهِم فِي النِسْبَةِ المُنْخَفِضَة لِلأَقْراص فِي مَجالِ L0 أَو أَحْدَثِ. سَتَكُون هُناكَ حاجَةٍ إِلَى مُلاحَظاتٍ أَعْمَقُ لِتَوْضِيحِ ذٰلِكَ.

فِي الشَكْلِ [sample]، اللَوْحَةُ اليُمْنَى، نَعْرِض التَوْزِيعِ المَكانِيّ لَكائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة وَكائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة مَعَ أَقْراص بِالنِسْبَةِ لِمَدَى العُنْقُود وَعَيْنه الأَقْزام البُنْيَةِ الكُلِّيَّةِ. لا يُوجَد تَحِيز مَكانِي واضِحٍ فِي تِلْكَ العَيْنات، فَهِيَ جَمِيعُها متركزه عَلَى العُنْقُود نَفْسِهِ. أَحَدُ الأَقْزام البُنْيَةِ الَّتِي تَحْمِل قُرْصا مَوْجُودٌ خارِجَ نِطاقِ العُنْقُود الاِسْمِيّ، وَلٰكِن الأَمْرُ نَفْسِهِ يَنْطَبِق عَلَى عِدَّةٍ كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة بِدُونِ أَقْراص.

مِن بَيِّنَ الأَقْزام البُنْيَةِ ذاتِ القِياسات الصالِحَةِ وَالأَنْواع الطَيْفِيَّة مِن M6 إِلَى أَقَلَّ مِن M9 فِي صُوَرنا، 8/27 تُظْهِر فائِضاً واضِحاً فِي الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ فِي IRAC1، 15/23 فِي IRAC2. هٰذا يَتَوافَق مَعَ نِسْبَةَ قُرْص \(30\pm 10\)% لِ IRAC1 وَ \(65\pm12\)% لِ IRAC2. وَبِناءَ عَلَى قِياساتنا، فَإِنَّ نِسْبَةَ القُرْصِ بَيِّنَ كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة مُتَّسِقه ضِمْنَ الشُكُوكَ الإِحْصائِيَّةُ مَعَ القِيمَةِ لِلأَقْزام البُنْيَةِ الأَكْثَرَ كُتْلَةِ. نُذَكِّر هٰذِهِ الأَرْقام فَقَط لِلتَكامُل: عَلَى عَكْسَ كائِنات ما قِبَلَ النَجْمِيَّة الخافِتَة، لا تُوَفِّر صُوَرنا العَمِيقَةِ فائِدَةٍ كَبِيرَةٍ لِلأَجْسام الأَكْثَرَ سُطُوعاً مِن M6 إِلَى أَقَلَّ مِن M9.

مُقارَنَةً مَعَ الأَدَبِيّاتِ

فِي الجَدْوَلُ [tab:pmo] قُمْنا أَيْضاً بِتَضْمِينِ التَصْنِيفِ السابِقِ لِلفائِض تَحْتَ الأَحْمَرِ اِسْتِناداً إِلَى (luhman16)، فِي العَمُودِ المُسَمَّى ’IR’. يَسْتَخْدِم هٰذا البَحْثِ السابِقِ الفائِضِ تَحْتَ الأَحْمَرِ المُتَوَسِّطِ المَقاس مِن صُور سبيتزر لِتَحْدِيدِ الأَقْراص الدائِرِيَّةِ. مِن قائِمَتنا المُكَوَّنَةِ مِن 15، هُناكَ 12 لَدَيهِم تِلْكَ المَعْلُوماتِ المُدْرَجَةِ فِي (luhman16)، وَلِجَمِيع ال12 تَصْنِيفنا متوافق مَعَ التَصْنِيفِ المَوْجُودِ فِي الأَدَبِيّاتِ. نَحْنُ أَيْضاً نُصَنِّف ثَلاثَةِ أَجْسام لِلمَرَّةِ الأُولَى هُنا. أَحَدُهُم عَلَى الأَرْجَحِ لَدَيهِ قُرْص: فِي النَوْعِ الطَيْفِيّ L0، وَهُوَ حالِيّاً الجِسْمِ الأَحْدَثُ نَوْعاً مَعَ قُرْص فِي NGC1333. نَحْنُ أَيْضاً نُصَنِّف الثَلاثَةِ أَجْسام ذاتِ الأَنْواع الطَيْفِيَّة الَّتِي تَأْتِي بُعْدَ L0 كَأَجْسام بِدُونِ أَقْراص، اِثْنانِ مِنهُم لِلمَرَّةِ الأُولَى.

(luhman16) أَيْضاً أَسْتَنْتِج نَسَبَ الأَقْراص لِلعَيْنات المُقَسَّمَةِ حَسَبَ النَوْعِ الطَيْفِيّ. يَذْكُرُونَ 11/21 أَو 52% لِلأَنْواع الطَيْفِيَّة الَّتِي تَأْتِي بُعْدَ M8 (مَجْمُوعَةِ فَرْعِيَّةٍ مُخْتَلِفَةٍ قَلِيلاً عَن عَيَّنَتْنا مِن PMOs)، 20/33 أَو 61% لِ M6-M8، 28/48 أَو 58% لِ M3.75-M5.75 وَ 27/39 أَو 69% لِ K6 إِلَى M3.5. ضِمْنَ أَخْطاءِ الإِحْصاء، هٰذِهِ القِيَمِ جَمِيعُها مُتَّسِقه مَعَ بِعَضُّها البَعْضُ، وَمَعَ قِياساتنا الخاصَّةِ لَنِسَب الأَقْراص، المَذْكُورَةِ أَعْلاه. قِياسنا أَيْضاً مُتَّسِق مَعَ نِسْبَةَ الأَقْراص البالِغَةِ \(66\pm8\%\) لِلأَجْسام ذاتِ النَوْعِ الطَيْفِيّ M5-M9 فِي NGC1333، المَبْلَغِ عَنها بِواسِطَةِ (scholz12a). لِلكَمال، لِعَيِّنَةٍ مِن 79 نَجْماً ذُو كُتْلَةِ مُنْخَفَضه مُخْتارَةٍ بِواسِطَةِ Gaia فِي NGC1333، (pavlidou22) يَقِيس نِسْبَةَ قُرْص تَبْلُغ \(67\pm13\%\) (لَنِطاق الكُتْلَةِ 0.1 إِلَى 1.0\(M_{\odot}\) تَقْرِيباً).

نُلاحِظ هُنا أَنَّ ’نِسْبَةَ القُرْصِ’ فِي الأَوْراقِ المَذْكُورَةِ وَفِي دِراسَتنا مَعْرِفَةُ كَعَدَد الأَجْسام مِن الفِئَةِ الثانِيَةِ، مَقْسُوما عَلَى مَجْمُوعُ الفِئَةِ الثانِيَةِ وَالثالِثَةَ. هٰذِهِ الأَرْقام جَمِيعُها مَبْنِيَّةٌ عَلَى عَيِّناتٍ مِن الدِراساتِ البَصَرِيَّةِ/تَحْتَ الحَمْراءِ القَرِيبَةِ، وَلا يَنْبَغِي مُقارَنَتها مُباشَرَةً مَعَ نَسَبَ الأَقْراص الأَعْلَى المُشْتَقَّة مِن الدِراساتِ تَحْتَ الحَمْراءِ المُتَوَسِّطَةِ (gutermuth08, joergensen06). تَحْذِيرٍ آخَرِ: الدِراساتِ القائِمَةِ عَلَى القِياس الضَوْئِيّ فِي 3-8\(\,\mu m\) لا يُمْكِنها بِطَبِيعَتها العُثُورِ عَلَى أَقْراص ذاتِ فَجَوات داخِلِيَّةٍ كَبِيرَةٍ حَيْثُ يُسَبِّب القُرْصِ فَقَط اِنْبِعاثا زائِدا فِي الأَطْوال الموجيه الأَطْوَل. جَمِيعِ الدِراساتِ المَذْكُورَةِ أَعْلاه تَشْتَرِك فِي هٰذا التَحَيُّزِ.

فِي الشَكْلِ [diskfraction] نُقَدِّم مُلَخَّصا لَقِياسات نِسْبَةَ القُرْصِ المُتاحَةِ حالِيّاً لِلنُجُوم ذاتِ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة، وَالأَقْزام البُنْيَةِ، وPMOs فِي NGC1333، مُتَضَمِّنَةٍ فَقَط الأَجْسام ذاتِ النَوْعِ الطَيْفِيّ المَعْرُوفُ. كَما يُمْكِن تَقْدِيرِهِ مِن هٰذا الشَكْلِ، لا يُوجَد اِتِّجاهِ مَلْحُوظٍ فِي نِسْبَةَ القُرْصِ مِن النَوْعِ الطَيْفِيّ K المُتَأَخِّر إِلَى L المُبَكِّرِ. فِي هٰذا الصَدَدِ، تُؤَكِّد التَصْوِيرِ الضَوْئِيّ الجَدِيدِ النَتائِجِ مِن الدِراساتِ السابِقَةِ لِسُكّانِ القُرْصِ لِهٰذا العُنْقُود. العُثُورِ عَلَى نِسْبَةَ قُرْص إِلَى حَدٍّ كَبِيرٍ مُسْتَقِلَّةٍ عَن الكُتْلَةِ لِلنُجُوم ذاتِ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة وَالأَقْزام البُنْيَةِ يَتَماشَى أَيْضاً مَعَ ما تَمَّ العُثُورِ عَلَيهِ لِمَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ الأُخْرَى ذاتِ الأَعْمار بَيِّنَ 1 وَ5Myr، بِما فِي ذٰلِكَ IC348 (luhman16)، \(\sigma\)Orionis (scholz08)، وChamaeleon-I (luhman08a). كَمُلاحَظَة جانِبِيَّةٍ، يَبْدُو أَنَّ نِسْبَةَ القُرْصِ لِلأَقْزام البُنْيَةِ المُشْتَقَّة فِي الوَرَقَةَ الحالِيَّةِ مِن فائِضٍ IRAC1 (30%) تُقَلِّل مِن تَقْدِيرٍ مُقارَنَةً بِالأَدَبِيّات وَيَنْبَغِي التَعامُلِ مَعَها بِحِذْرٍ.

الأَجْسام العائِمَة الحُرَّةِ ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى مَعَ الأَقْراص

عَمَلِنا فِي NGC1333 المَذْكُورِ فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ يُظْهِر أَنَّ هُناكَ عَلَى الأَقَلِّ خَمْسَةِ كَواكِب ذاتِ كُتْلَةِ صَغِيرَةٌ فِي NGC1333 تُظْهِر دَلائِلِ عَلَى وُجُودِ قُرْص دُونِ نَجْمَيْ. الأَدْنَى كُتْلَةِ بَيِّنَ هٰذِهِ هُوَ جِسْمَ مِن النَوْعِ الطَيْفِيّ L0 (لَم يُحَدِّد سابِقاً كَحامِل لِلقُرْص)، يُقابِل دَرَجَةِ حَرارَةُ 2200K، وَالَّتِي لِعُمَر 1-2Myr سَتُنْتَج عَن كُتْلَةِ تُقَدَّر ب \(\sim\)0.01\(M_{\odot}\) (baraffe15). الثَلاثَةِ مَصادِرُ المُؤَكَّدَةِ ذاتِ الأَنْواع الطَيْفِيَّة الأَحْدَثُ، وَبِالتالِي كُتَلِ أَقَلَّ عَلَى الأَرْجَحِ، لا تَمْلِك فائِضاً تَحْتَ الأَحْمَرِ قابِلٌ لِلكَشْفِ وَتُصَنِّف كَخالِيَة مِن الأَقْراص.

أُجْرِيَت دِراساتٍ مُماثِلَةٍ فِي مَناطِقِ أُخْرَى لَتَكْوِين النُجُومِ. مُجْتَمِعَةً، هُناكَ الآنَ عَيِّنَةً صَغِيرَةٌ مِن الكَواكِب ذاتِ الكُتْلَةِ الصَغِيرَةِ مَعَ أَقْراص مُحَدَّدَةٍ بِشَكْلٍ آمِنٍ. هٰذا يَشْمَل OTS44 (joergens13)، الوَحِيدَةُ مَعَ كَشَفَ ALMA فِي أَطْوال موجيه تَحْتَ الأَحْمَرِ البَعِيدِ/تَحْتَ المِلِيمِتر (bayo17). بِالنِسْبَةِ لِلكَواكِب ذاتِ الكُتْلَةِ الصَغِيرَةِ، الكَشْفِ الحاسِمِ عَن فائِضٍ تَحْتَ الأَحْمَرِ بِسَبَبِ قُرْص هُوَ عَمَلٍ تَحَدِّي، لِسَبَبَيْنِ. أَوَّلاً، كَما يُمْكِن تَقْدِيرِهِ مِن الشَكْلِ [kirac]، تَزْداد أَلْوانُ الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ القَرِيبَةِ/المُتَوَسِّطَةِ بِشَكْلٍ مُسْتَمِرٍّ لِلأَقْزام البُنْيَةِ الشابَّةِ مِن النَوْعِ M وL. مَعَ الشُكُوكَ النَمُوذَجِيَّةِ فِي التَصْنِيفِ الطَيْفِيّ لَأَقَلّه \(\pm1\) نَوْعٍ فَرْعِيٍّ، مُسْتَوَى الضَوْء الساطِع لِمَصْدَرٍ مُعَيَّنٍ غَيْرِ مُؤَكِّدٍ. ثانِياً، هٰذِهِ مَصادِرُ خافِتَةٌ، وَبِالتالِي، تَأْتِي قِياسات الأَشِعَّة تَحْتَ الحَمْراءِ القَرِيبَةِ/المُتَوَسِّطَةِ مَعَ أَخْطاءِ كَبِيرَةٍ. كُلّاً الصُعُوبَتَيْنِ تَزْداد سُوءاً نَحْوَ الأَنْواع الطَيْفِيَّة الأَحْدَثُ وَالكُتَل الأَقَلِّ. يُمْكِن التَغَلُّبُ عَلَيها بِصُوَرٍ تَحْتَ الأَحْمَرِ المُتَوَسِّطَةِ أَعْمَقُ (الدافِعُ لِهٰذِهِ الدِراسَةُ)، تَحْسِينِ التَصْنِيفِ الطَيْفِيّ، أَو القِياس الضَوْئِيّ عِنْدَ أَطْوال موجيه حَيْثُ يَكُون التَدَفُّقِ الضَوْئِيّ الساطِع ضَئِيلاً مُقارَنَةً بِفائِضِ القُرْصِ (10\(\mu m\) أَو أَبْعَدَ).

مَعَ كُلِّ ذٰلِكَ فِي الاِعْتِبارِ، نُلَخِّص النَتائِجِ لِلمَناطِقِ ذاتِ عُمْقِ المَسْحِ الكافِي.

فِي \(\sigma\)Orionis، تَمَّ العُثُورِ بِاِسْتِمْرارٍ عَلَى قَزَمَيْنِ بِنِيَّيْنِ ذَوِي كُتْلَةِ كَوْكَبَيْهِ مَعَ أَنْواعِ طَيْفِيّه (SOri60 وَ SOri71) يَسْتَضِيفانِ أَقْراص عِنْدَ أَطْوال موجيه تَصِل إِلَى 8\(\,\mu m\) (scholz08, luhman08b). هٰذانِ لَهُما أَنْواعِ طَيْفِيّه مِن L2 وL0 عَلَى التَوالِي. هٰذا العُنْقُود أَكْبَرَ سَناً مِن NGC1333؛ لَعُمْره مِن 3-5Myr، سَتَتَوافَق هٰذِهِ الأَنْواع الطَيْفِيَّة مَعَ \(\sim\)0.01\(M_{\odot}\) أَو أَعْلَى. هُناكَ بِعَضِّ الكَواكِب ذاتِ الكُتْلَةِ الصَغِيرَةِ مَعَ أَنْواعِ طَيْفِيّه أَحْدَثِ وَاِدِّعاءات بِوُجُودِ اِنْبِعاث زائِدَ (مِثْلَ، SOri65، 66، 70)، لٰكِنَّ البَياناتِ تَحْتَ الأَحْمَرِ المُتَوَسِّطَةِ غَيْرِ حاسِمَةً (scholz08, luhman08b). فِي حالَةِ SOri70، لَيِسَ مِن الواضِحِ بُعْدَ إِذا كانَ فِعْلاً عُضْواً شابّاً فِي العُنْقُود وَلِيس قَزَما بَنَيا فِي المُقَدَّمَةِ (zapatero17).

فِي Chamaeleon-I، OTS44 (M9.5) هُوَ كَشَفَ آمِنٍ. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، وَجَدَ luhman08a Cha 1107−7626، جِسْمَ مِن النَوْعِ L0 مَعَ قُرْص. يَبْلُغ esplin17a عَن ثَلاثَةِ أَجْسام أُخْرَى بِأَنْواع طَيْفِيّه مِن M9-L2/L3 قَد تَمْلِك اِنْبِعاث زائِدَ، لٰكِنَّهُ يُحَذِّر مِن تَفْسِيرٍ ذٰلِكَ كَدَلِيلٍ عَلَى وُجُودِ قُرْص. نَظَراً لِعَدَمِ اليَقِينِ فِي نَوْعِها الطَيْفِيّ، يَجِب القِيامِ بِمَزِيدٍ مِن العَمَلِ قِبَلَ تَحْدِيدِ الكُتَلِ أَو الاِنْبِعاث تَحْتَ الأَحْمَرِ لِهٰذِهِ.

فِي Taurus، الأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى مَعَ أَقْراص مُكْتَشِفه بِأَمان لَها أَنْواعِ طَيْفِيّه مُتَأَخِّرَةٍ مِن M، وِفْقاً لِلمَسْح الأَخِيرِ بِواسِطَةِ esplin19. بِعَضِّ المَصادِرُ مِن النَوْعِ L0-L1 قَد تَمْلِك أَيْضاً فائِضٍ تَحْتَ الأَحْمَرِ. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، وَجَدَ esplin19 مَصْدَراً ذا كُتْلَةِ مُنْخَفَضه جِدّاً مَعَ نَوْعٍ طَيْفِي L3، وَالَّذِي سَيَكُون لَهُ كُتْلَةِ أَقَلَّ بِكَثِيرٍ مِن 0.01\(M_{\odot}\)، مَعَ اِنْبِعاث مُحْتَمَلٍ عِنْدَ 4.5\(\,\mu m\). مَرَّةً أُخْرَى، هٰذا لَيِسَ كَشْفاً قَوِيّاً بُعْدَ.

\(\rho\)Ophiuchi لَدَيهِ قَزَمَيْنِ بِنِيَّيْنِ مُؤَكَّدِينَ طَيْفِيّا مَعَ أَقْراص عِنْدَ نَوْعٍ طَيْفِي M9-L1 (testi02, jayawardhana06, alves12)، وَالَّذِي مَرَّةً أُخْرَى سَيَتَوافَق مَعَ كُتْلَةِ \(\sim\)0.01\(M_{\odot}\). CFHTWIR-Oph-33 لَدَيهِ نَوْعٍ طَيْفِي مِن L3-L4 وَقَد يَمْلِك اِنْبِعاث زائِدَ، لٰكِنَّ البَياناتِ تَحْتَ الأَحْمَرِ المُتَوَسِّطَةِ غَيْرِ حاسِمَةً فِي هٰذا الصَدَدِ (alves12, esplin20). بِعَضِّ الأَجْسام الأُخْرَى ذاتِ الكُتْلَةِ المُنْخَفِضَة جِدّاً المُناقَشَةِ فِي هٰذِهِ الأَوْراقِ قَد تَمْلِك اِنْبِعاث زائِدَ، لٰكِنَّ أَيْضاً مَعَ نَوْعٍ طَيْفِي غَيْرِ مُؤَكِّدٍ جِدّاً (مِثْلَ، CFHT-WIR-Oph-58، بِمَدَى مِن M8.5 إِلَى L3، أَنْظُر almendros22).

أَخِيراً، لَدَى اِتِّحادِ Upper Scorpius الأَكْبَرُ سَناً عَدَدٍ كَبِيرٍ مِن الأَقْزام البُنْيَةِ. يَبْلُغ عَن اِثْنَيْنِ بِنَوْعٍ طَيْفِي L3.5 لَدَيهِما تَراكُمِ وَفائِض تَحْتَ الأَحْمَرِ (lodieu18). لَأَعْمار مِن 5-10Myr، سَيَتَوافَق هٰذا مَعَ 0.01\(M_{\odot}\) أَو أَعْلَى. حَسَبَ عَلَّمَنا، لَم يَتِمّ العُثُورِ عَلَى أَجْسام ذاتِ كُتَلِ أَقَلَّ مَعَ أَقْراص هُنا.

بِاِخْتِصار، فِي هٰذِهِ المَرْحَلَةِ، الحَدِّ الأَدْنَى لِلكُتْلَة لِلأَجْسام مَعَ كَشَفَ آمِنٍ لِلأَقْراص، عَبْرَ جَمِيعِ مَناطِقِ تَكْوِينِ النُجُومِ، هُوَ \(\sim\)0.01\(M_{\odot}\) (أَو \(\sim\)10\(M_{\mathrm{Jup}}\)). وَجَدَت الدِراساتِ رُبَّما حِوالِي عِشْرِينَ جِسْما فِي المُجْمَل قَد تَكُون كُتَلها أَقَلَّ مِن هٰذا الحَدِّ (اِعْتِماداً عَلَى كَيْفِيَّةِ تَقْدِيرٍ الكُتْلَةِ) فِي جَمِيعِ المَناطِقِ الشابَّةِ المَذْكُورَةِ أَعْلاه. بِالنِسْبَةِ لِلأَغْلَبِيَّة مِنها، يُمْكِننا بِالفِعْلِ اِسْتِبْعادِ وُجُودِ أَقْراص – الأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى فِي NGC1333 المُناقَشَةِ فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ تَنْتَمِي إِلَى تِلْكَ الفِئَةِ. بِالنِسْبَةِ لِحَوالَى عَشَرَةِ مِن هٰذِهِ الكَواكِب ذاتِ الكُتَلِ المُفْتَرَضَةِ \(<0.01\,\)M_\(، البَياناتِ المُتاحَةِ حالِيّاً غَيْرِ حاسِمَةً وَغَيْرِ كافِيَةٍ لِلتَوْصِيف السَلِيمُ. لِذٰلِكَ، مِن المُبَكِّرِ جِدّاً اِسْتِبْعادِ وُجُودِ أَقْراص حَوْلَ الأَجْسام ذاتِ الكُتَلِ أَقَلَّ مِن 0.01\,\)M_\(. مَعَ ذٰلِكَ، بِالنَظَرِ إِلَى أَنَّ نِسْبَةَ الأَقْراص بَيِّنَ الأَقْزام البُنْيَةِ هِيَ 30-60\% لِلمَناطِقِ الشابَّةِ المَذْكُورَةِ أَعْلاه، فَإِنَّ عَدَمِ وُجُودِ أَقْراص مُؤَكَّدَةً أَقَلَّ مِن حَدٍّ 0.01\,\)M_\( رُبَّما يَكُون جَدِيراً بِالمُلاحَظَة بِالفِعْلِ، خاصَّةٍ إِذا تَمَّ دَمْجها مَعَ قِياساتنا الجَدِيدَةِ لِ NGC1333، كَما هُوَ مُوَضِّح فِي الشَكْلِ \ref{diskfraction}. إِذا كانَت نِسْبَةَ الأَقْراص مُماثِلَةٍ لِلأَجْسام ذاتِ الكُتَلِ \)<0.01\(M_{\odot}\)، فَإِنَّ جَمِيعِ الأَجْسام ذاتِ الكُشُوفات المُؤَقَّتَةِ لِلاِنْبِعاث تَحْتَ الأَحْمَرِ يَجِب أَنَّ تَمْلِك أَقْراص. رُبَّما نَبْدَأ فِي رُؤْيَةٍ اِنْخِفاضِ فِي نَسَبَ الأَقْراص فِي المَجالِ الكَوْكَبِيّ.

المُلاحَظاتِ الحَسّاسَةِ تَحْتَ الأَحْمَرِ المُتَوَسِّطِ لِلكَواكِب ذاتِ الكُتْلَةِ الصَغِيرَةِ المَعْرُوفَةِ، والمسوحات العَمِيقَةِ لِلأَجْسام الجَدِيدَةِ فِي هٰذا المَجالِ الكتلي مَطْلُوبَةٌ لِلتَحَقُّقِ مِن هٰذا الشَكُّ. JWST مُعَدّ لِلمُساعَدَةِ فِي كُلّاً هٰذَيْنِ المُهِمَّتَيْنِ. فِي NGC1333 عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، بَرْنامَجِ الوَقْتِ المَضْمُونُ مَعَ NIRISS/WFSS مُخَصَّصٍ لَمَسْح طَيْفِي عَمِيقٍ، وَمُصَمِّم لِلعُثُور عَلَى الكَواكِب ذاتِ الكُتْلَةِ الصَغِيرَةِ فِي هٰذا العُنْقُود حَتَّى كُتَلِ تَصِل إِلَى 1\(\,M{\mathrm{Jup}}\) (رَقْمِ البَرْنامَجِ 1202, أَنْظُر willott22). أَيْضاً، سَتُمْكِننا الحَسّاسِيَّةِ غَيْرِ المَسْبُوقَةِ لِجِهازِ MIRI مِن اِسْتِكْشافٍ بِشَكْلٍ مُباشِرٍ لِلاِنْبِعاث تَحْتَ الأَحْمَرِ فِي الأَجْسام العائِمَة الحُرَّةِ ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى المَعْرُوفَةِ، عِنْدَ أَطْوال موجيه تَتَجاوَز تِلْكَ المَوْجُودَةِ فِي Spitzer/IRAC، مِمّا يَسْمَح بِكُشُوفات قُرْص لا لُبْسَ فِيها.

يُناقِش وُجُودِ الأَقْراص فِي الأَدَبِيّاتِ كَأَحَدِي العَلاماتِ المُحْتَمَلَةِ لِلتَمْيِيزِ بَيِّنَ سِينارِيو تَكْوِينِ شَبِيهٌ بِالنَجْم وَسِينارِيو تَكْوِينِ شَبِيهٌ بِالكَوْكَب (luhman12b, testi16). عَلَى وَجْهِ الخُصُوصِ، إِذا تَمَّ إِخْراجِ جِسْمَ مُبَكِّراً فِي تَطَوُّرِ مِن نِظامِ كَوْكَبَيَّ قَيْدِ التَكْوِين، إِمّا بِواسِطَةِ تَشْتِيتِ كَوْكَبِ-كَوْكَبِ أَو اِلْتِقاءات مَعَ ن

السِياقِ

فِي هٰذا السِياقِ، تَعُد الأَقْراص الَّتِي تَمَّ اِكْتِشافها بِواسِطَةِ (ALMA) حَوْلَ الكَواكِب العِمْلاقَةِ الشابَّةِ ذاتِ المَدارات الواسِعَةِ مُقارَنَةً مُثِيرَةٍ لِلاِهْتِمامِ. قَد تَمْتَلِك هٰذِهِ الرُفَقاء ذَوِي كُتْلَةِ الكَوْكَبِ أَقْراصاً مَضْغُوطه جِدّاً (wu17)، وَلٰكِن مِن غَيْرِ الواضِحِ ما إِذا كانَت كُتَلِهِم أَقَلَّ مِمّا هُوَ مُتَوَقَّعٌ مِن العَلاقَةِ القِياسِيَّةِ بَيِّنَ كُتْلَةِ القُرْصِ وَكُتَله النَجْمِ (wu20).²

بِالنَظَرِ إِلَى الحُجَجِ المُناقَشَةِ، مِن المَعْقُول اِفْتِراضِ أَنَّ الكَواكِب العائِمَة بِحُرِّيَّةٍ الَّتِي تَمَّ طَرْدها مِن نِظامِ كَوْكَبَيَّ شابٍّ لَن تَسْتَضِيف أَقْراصاً ضَخْمَةٍ وَطَوِيله الأَمَدِ. إِذا أَكَّدَت المُلاحَظاتِ المُسْتَقْبَلِيَّةِ عَدَمِ وُجُودِ أَقْراص لِلأَجْسام ذاتِ الكُتَلِ أَقَلَّ مِن \(0.01\,M_{\odot}\)، فَقَد يُشِير ذٰلِكَ إِلَى أَنَّ هٰذا هُوَ الحَدِّ الأَدْنَى لَكُتَله الأَجْسام لِتَتَشَكَّل مِثْلَ النُجُومِ، وَالَّذِي يُحَدِّد فِيزيائِيّا بِحَدِّ العَتامَة لِلتَجْزِئَة.

مُلَخَّصُ

نُقَدِّم فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ تَصْوِيراً جَدِيداً بِواسِطَةِ Spitzer/IRAC لِلأَقْزام البُنْيَةِ ذاتِ الكُتَلِ الكَوْكَبِيَّة فِي تَجْمَع تَكْوِينِ النُجُومِ الشابُّ NGC1333. لِتَحْسِينِ النَتائِجِ السابِقَةِ، قُمْنا بِتَكْدِيس 70 صُورَةِ اِلْتَقَطَت كَحَمْلَة سِلْسِلَةٍ زَمَنِيَّةٍ خِلالَ مُهِمَّةً Spitzer الدافِئَةَ فِي عامَ 2011، عِنْدَ أَطْوال موجيه قَدْرُها 3.6 وَ 4.5\(\,\mu m\). تُغَطِّي صُوَرنا العَمِيقَةِ 50 قَزَما بَنَيا، 15 مِنهُم لَدَيهِم أَنْواعِ طَيْفِيّه مِن M9 فَما فَوْقَ، مِمّا يُعادِل كُتَلِ قَرِيبَةٌ مِن أَو أَقَلَّ مِن حَدٍّ حَرْقِ الديوتيريوم (أَيّ ’الأَجْسام ذاتِ الكُتَلِ الكَوْكَبِيَّة’، PMOs). مِن بَيِّنَ 12 PMO ذاتِ قِياسات جَيِّدَةٍ، أَظْهَرَ خَمْسَةِ مِنها إِشْعاعاً تَحْتَ الأَحْمَرِ واضِحاً يَفُوق المُسْتَوَى الضَوْئِيّ المُقَدَّرِ. مَعَ الأَخْذِ فِي الاِعْتِبارِ الأَعْمالِ السابِقَةِ، تُؤَكِّد نَتائِجنا أَنَّ نِسْبَةَ الأَقْراص لا تَتَغَيَّر بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ بَيِّنَ النُجُومِ ذاتِ الكُتَلِ المُنْخَفِضَة جِدّاً، وَالأَقْزام البُنْيَةِ، وَ PMOs. وَبِالتالِي، فَإِنَّ الأَجْسام الطَلِيقَة ذاتِ الكُتَلِ المُماثِلَةِ لِتِلْكَ الخاصَّةِ بِالكَواكِب العِمْلاقَةِ لَدَيها القُدْرَةِ عَلَى تَشْكِيلِ أَنْظِمَتها الكَوْكَبِيَّة الصَغِيرَةِ الخاصَّةِ بِها. وَمَعَ ذٰلِكَ، نُلاحِظ أَنَّهُ مِن بَيِّنَ الأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى السِتَّةِ فِي NGC1333، ذاتِ الأَنْواع الطَيْفِيَّة مِن L0 فَما فَوْقَ، واحِدٍ فَقَط لَدَيهِ اِكْتِشافِ واضِحٍ لِلقُرْص (رَقْمِ 12 فِي الجَدْوَلُ [tab:pmo])، وَالَّذِي قَد يَكُون عَلامَةً عَلَى اِنْخِفاضِ فِي نِسْبَةَ الأَقْراص عِنْدَ الكُتَلِ المُنْخَفِضَة جِدّاً، مِمّا قَد يُشِير إِلَى أَنَّ الأَجْسام فِي هٰذِهِ الكُتَلِ هِيَ فِي الأَساسِ كَواكِب مطروده، بَدَلاً مِن تُشَكِّلها مِن اِنْهِيارِ النَواةُ. نَقُوم بِمُراجَعَةِ الأَدَبِيّاتِ لِلدِراساتِ حَوْلَ الأَقْراص حَوْلَ PMOs وَنَجِد أَنَّ الأَجْسام ذاتِ الكُتْلَةِ الأَدْنَى الَّتِي تَمَّ اِكْتِشافِ أَقْراصها بِثَبات لَها كُتَلِ حَوْلَ 0.01\(\,M_{\odot}\). بِعَضِّ الأَجْسام فِي الأَنْواع الطَيْفِيَّة الأَحْدَثُ لَدَيها اِكْتِشافاتٍ مُؤَقَّتَةٍ لِلفائِض تَحْتَ الأَحْمَرِ، وَلٰكِن ما إِذا كانَ هٰذا مُهِمّاً وَبِسَبَبِ وُجُودِ قُرْص لا يَزال غَيْرِ مُؤَكِّدٍ. سَتَقُوم المُلاحَظاتِ المُسْتَقْبَلِيَّةِ بِواسِطَةِ تِلِسْكُوب جيمس وِيب الفَضائِيُّ بِلا شَكَّ بِفَحْصِ وُجُودِ الأَقْراص حَوْلَ الأَجْسام ذاتِ الكُتَلِ الأَقَلِّ، مِمّا يُسَلِّط الضَوْء عَلَى آلِيَّةِ تَشْكِيلِ PMOs الطَلِيقَة.

الشُكْرِ وَالتَقْدِيرِ

نَشْكُر الحُكْمِ المَجْهُولِ عَلَى تَقْرِيرِهِ البِناءِ وَالمُوجَز عَن هٰذِهِ الوَرَقَةَ. هٰذا العَمَلِ مَبْنِيٌّ عَلَى مُلاحَظاتٍ تَمَّت بِاِسْتِخْدامِ تِلِسْكُوب الفَضاءِ سبيتزر، الَّذِي تَمَّ تَشْغِيلُهُ بِواسِطَةِ مُخْتَبَرٍ الدَفْعِ النَفّاث، مَعْهَدِ كالِيفُورْنِيا لِلتِكْنُولُوجِيا تَحْتَ عَقْدِ مَعَ وِكالَةُ ناساً. يَعْتَرِف VA وَ KM بِالتَمْوِيل مِن قِبَلَ مُؤَسَّسَةِ العُلُومِ وَالتِكْنُولُوجِيا فِي البُرْتُغال (FCT)، المِنَحِ رَقْمِ PTDC/FIS-AST/7002/2020, UIDB/00099/2020 وَ SFRH/BD/143433/2019. لَقَد ساعَدَت المُناقَشاتِ البَنّاءَة مَعَ ديميتريس ستاماتيلوس، كِين رايْس، إِيان بونيل، وَجيمس وورستر فِي تَعْزِيزِ النِقاشُ فِي هٰذِهِ الوَرَقَةَ. مِن أَجْلِ تَلْبِيَةِ مُتَطَلَّباتِ الوُصُولِ المَفْتُوحِ لِلمُؤَسَّساتِ وَمُمَوَّلَيَّ البُحُوثِ، يَجِب أَنَّ يَكُون أَيّ مَخْطُوط مَقْبُولٍ مُتاحا لِلجَمِيعِ تَحْتَ رُخْصَةٍ إِعادَةِ اِسْتِخْدامِ المُشاعِ الإِبْداعِيِّ النِسْبَةِ (CC BY) دُونِ أَيّ تَأْخِيرٍ.