کشف تصادفی یک ستاره-سیاره

 

ستاره شناسان یک کوتوله قهوه‌ای جدید را در پروژه بررسی ODISEA با استفاده از آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما کشف کرده‌اند.

 

آرایه میلی‌متری بزرگ آتاکاما معروف به آلما (ALMA)، نام یک پروژه مهم نجوم رادیویی است که در تاریخ ۲۴ اسفند ۹۱ در مناطق بیابانی آتاکاما در شیلی رسماً راه‌اندازی شد.

 

پروژه ODISEA نیز برای مطالعه کل جمعیت دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای در ابر مولکولی اوفیوچوس (Ophiuchus) در نظر گرفته شده است.

 

گروهی از ستاره شناسان به رهبری "داری رویز-رودریگز" از رصدخانه ملی رادیویی نجوم NRAO، جرمی موسوم به "SSTc ۲ d J ۱۶۳۱۳۴.۱-۲۴۰۰۶" را بررسی کردند که در ابتدا به عنوان یک جرم ستاره‌ای کم‌نور شناسایی شد.

 

به نظر می‌رسد این کوتوله قهوه‌ای تازه شناسایی شده با جرم تقریباً ۰.۰۵ جرم خورشیدی و پوسته کربن مونوکسید بیضی شکل، در حال تجربه از دست دادن جرم شبه‌کروی است.

 

محققان ابتدا به طور تصادفی یک پوسته در حال انبساط از کربن مونوکسید را که توسط یک ذره با دمای پایین در جهت ابر مولکولی Ophiuchus تخلیه می‌شود، کشف کردند و مشاهدات تکمیلی نشان داد که این پوسته متعلق به SSTc ۲ d J ۱۶۳۱۳۴.۱ است.

 

تیم تحقیقاتی برای توضیح آن، تعدادی فرضیه از جمله فروپاشی درون به بیرون یک هسته مولکولی متراکم در ابر Ophiuchus، از دست دادن جرم یک ستاره غول پیکر در پس زمینه، یا پوسته‌ای از گاز خارج شده از یک کوتوله قهوه‌ای جوان را بررسی کردند.

 

در نتیجه، فرضیه کوتوله قهوه‌ای توسط محققان محتمل‌ترین فرضیه در نظر گرفته شد.

 

اخترشناسان توضیح دادند: ما نتیجه گرفتیم که منبع یک ستاره غول‌پیکر در پس‌زمینه دور نیست و به احتمال زیاد یک کوتوله قهوه‌ای جوان در ابر Ophiuchus است.

 

کوتوله‌های قهوه‌ای از فروپاشی ابر‌های گازی میان‌ستاره‌ای تشکیل می‌شوند، اما آن‌قدر سبک هستند که نمی‌توانند واکنش‌های هسته‌ای را آغاز کنند تا جرم را به یک ستاره تبدیل کنند. از آنجایی که آن‌ها نمی‌توانند به حد جرم ۸۰ مشتری برسند، نمی‌توانند به اندازه کافی گرم شوند.

 

کوتوله‌های قهوه‌ای برخلاف نامشان، بسته به دمای خود، رنگ‌های مختلفی در چشم انسان دارند. در حالی که کوتوله‌های قهوه‌ای سردتر، احتمالاً در چشم انسان سرخابی به نظر می‌رسند، گرم‌ترین آن‌ها ممکن است نارنجی یا قرمز باشد.

 

کوتوله‌های قهوه‌ای می‌توانند کاملاً همرفتی و فاقد هرگونه لایه یا تمایز بر اساس عمق شیمیایی باشند.

 

اجسامی که اکنون کوتوله قهوه‌ای نامیده می‌شوند، توسط "شیو اس کومار" در دهه ۱۹۶۰ میلادی به صورت تئوری بیان شد و در ابتدا کوتوله‌های سیاه نامیده می‌شدند.

 

نخستین مشاهده بدون ابهام از یک کوتوله قهوه‌ای در سال ۱۹۹۵، پس از بیش از ۳۰ سال پیش‌بینی نظری رخ داد. نام این اجرام توسط "جیل تارتر" ستاره‌شناس آمریکایی در رابطه با رنگ مورد انتظار آن‌ها ابداع شد.

 

کوتوله‌های قهوه‌ای ستارگان کوچکی هستند که هنگام تشکیل‌شدنِ مرکزشان، به اندازه کافی داغ نمی‌شوند تا فرآیند ذوب یا همجوشی هسته‌ای در آن‌ها به وجود بیاید. به عبارت دیگر آن‌ها به خورشید‌های نورانی و گرم تبدیل نمی‌شوند، بلکه بلافاصله پس از تشکیل سرد می‌شوند و نوری از خود نمی‌تابانند، به گونه‌ای که به سختی دیده می‌شوند.

 

کوتوله‌های قهوه‌ای جرم‌هایی هستند کوچک‌تر از ستارگان و بزرگ‌تر از سیاره‌ها که به علت کم بودن جرم‌شان واکنش‌های هسته‌ای در آن‌ها انجام نشده و در نتیجه از خود نور ندارند و، چون بسیار دور هستند، دیده نمی‌شوند. کوتوله‌های قهوه‌ای به سبب نیروی جاذبه افزایش یابنده که در پی متراکم شدن دائمی آن‌ها پدید می‌آید، منتشر کننده نیرومند پرتوی فروسرخ هستند که با ابزار‌های جدید اندازه‌گیری می‌شود. برخی از دانشمندان و ستاره‌شناسان این‌ها را همان جرم گمشده می‌دانند.

 

دسته‌ای از ستارگان غیرهسته‌ای وجود دارند که باید بین آن‌ها با کوتوله‌های سفید، سیاه و سرخ تفاوت قائل شویم. این ستارگان، کوتوله‌های قهوه‌ای هستند. این اشیاء در واقع مرگ ستاره‌ای از خود نشان نمی‌دهند و بیشتر به سیارات غول‌آسا شبیه هستند تا به ستارگان. آن‌ها حاصل فروریزش گرانشی و انقباض سحابی‌های پیش‌ستاره‌ای هستند، ولی جرم آن‌ها برای شروع واکنش‌های هسته‌ای در هسته‌شان کافی نیست.

 

تنها منبع انرژی یک کوتوله قهوه‌ای، انقباض گرانشی است. کوتوله‌های قهوه‌ای دمای پائینی دارند و درخشندگی آن‌ها بسیار کم است، از این رو مشاهده آن‌ها مشکل است. در سطح این ستارگان باد‌های اتمسفری می‌وزد که چندان بی‌شباهت به باد‌های کمربندی مشتری نیست.

 

مشاهدات جدید تلسکوپ "جیمز وب" تایید می‌کند که در یکی از دنیا‌های بیگانه ابر‌هایی از جنس شن وجود دارد. این تلسکوپ گران‌قیمت توانسته ابر‌های سیلیکاتی را در اتمسفر یک کوتوله قهوه‌ای تشخیص دهد. به گفته تیمی از اخترشناسان این اولین بار است که چنین موردی در یک جرم شبه سیاره‌ای در خارج از منظومه شمسی رویت می‌شود. تیم مربوطه گفته است که یافته‌های تلسکوپ جیمز وب کاملا مطابق با طیف دریافتی از یک کوتوله قهوه‌ای است. این نتایج نه تنها می‌تواند به ما در درک هرچه بهتر این ستاره‌های شکست‌خورده کمک کند، بلکه نشانه‌ای از توانایی‌های بالای جیمز وب نیز هست.

 

پیشتر تلسکوپ جیمز وب توانسته بود مستقیما از یک سیاره فراخورشیدی عکس بگیرد، اما داستان در مورد کوتوله‌های قهوه‌ای کمی متفاوت است. آن‌ها متوجه شدند که امواج دریافت شده به یک کوتوله قهوه‌ای به نام VHS ۱۲۵۶-۱۲۵۷ b تعلق دارد که در فاصله ۷۲ سال نوری از زمین قرار گرفته است.

 

اگر یک جرم فضایی دارای گاز هیدروژن باشد و به اندازه کافی جرم داشته باشد، به یک ستاره واقعی تبدیل می‌شود، ولی اگر جرم آن کمتر از هفتاد و پنج برابر جرم مشتری یا ۰٫۰۷۵ جرم خورشید باشد، به یک کوتوله قهوه‌ای تبدیل می‌شود.

 

دمای هسته یک کوتوله قهوه‌ای باید کمتر از سه میلیون درجه باشد تا بتواند پایدار بماند. در این شرایط دمای سطح به ۱۰۰۰ درجه می‌رسد.

 

این مقاله توسط دانشگاه کرنل (Cornell University) منتشر شده است.