دو کوتوله قهوهای، دو کوتوله سرخ؛ کشف کمیاب منظومهای چهارتایی در کهکشان راه شیری
ژنگهوا ژانگ، اخترشناس دانشگاه نانجینگ در چین و همکارانش در حال بررسی فهرست ستارگان برای یافتن کوتولههای قهوهای سرد بودند؛ اجرامی میانستارهای که جایی بین سیارهها و ستارهها قرار میگیرند. آنها سپس چیزی عجیب و نادر در کهکشان راه شیری پیدا کردند.
در ابتدا، اخترشناسان تصور کردند که یک کوتوله قهوهای تنها در مدار یک ستارهی درخشان منفرد قرار دارد؛ اما پژوهشهای بیشتر نشان داد که این کوتوله قهوهای در واقع دوتا است. پس از ارسال مقالهای درباره این کشف، دکتر ژانگ گفت آنها متوجه شدند که ستاره والد کوتولههای قهوهای نیز در واقع دوتا است.
آدام بورگاسر، اخترفیزیکدان و سرپرست آزمایشگاه ستارههای سرد در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو که در کشف اخیر مشارکت داشته است، به نیویورکتایمز گفت : «من دوست دارم این منظومه را یک «دوبل-دوبل» بنامم». پژوهشگران در مقالهای که تابستان امسال در نشریه MNRAS منتشر شد، منظومه چهارگانه کشفشده را توصیف کردند: یک کوتوله قهوهای چرخان به دور یک کوتوله قهوهای دیگر در مدار دو ستاره روشنتر که آنها نیز به دور یکدیگر میچرخند.
کشف اخیر به دانشمندان کمک میکند تا خصوصیات کوتولههای قهوهای را بهتر بشناسند. این اجرام مانند ستارهها شکل میگیرند؛ اما از جرم کافی برای همجوشی هیدروژن، یعنی همان فرایند تولیدکنندهی نور و گرما در ستاره، برخوردار نیستند. بههمین دلیل، برخیاوقات به آنها «ستارگان ناکام» نیز گفته میشود. کوتولههای قهوهای جوی شبیه به غولهای گازی بزرگ مانند مشتری یا زحل دارند.
اما به دلیل سرد و کمنور بودن، مطالعه کوتولههای قهوهای دشوار است. اخترشناسان معمولاً به دنبال کوتولههای قهوهای چرخان در مدار ستارههای دوتایی میگردند؛ زیرا این منظومهها روشنتر هستند و اندازهگیری نورشان آسانتر است.
به گفته دکتر بورگاسر، زوجهای کوتوله قهوهای و ستارگان روشنتر اغلب از ماده یکسان و در زمان و مکان یکسان شکل گرفتهاند. درنتیجه، اندازهگیری درخشش ستارههای روشن میتواند برای تخمین خصوصیات کوتولههای کمنور، مانند سن، دما و ترکیب شیمیایی مفید باشد.
چنین منظومههایی به معیاری برای درک کوتولههای قهوهای منفرد در سراسر کهکشان و شکلگیری و تکامل کمجرمترین ستارهها تبدیل میشوند. یافتن دو کوتوله قهوهای در اطراف دو ستاره روشن «دو برابر کمک میکند»، دکتر بورگاسر گفت. «این منظومه معیاری فوقالعاده است.»
بیشتر بخوانید
دکتر ژانگ و تیمش برای جستجوی کوتولههای قهوهای در مدار ستارههای دوتایی، پایگاههای داده ستارهای ساختهشده با اطلاعات دو فضاپیمای بازنشسته، شامل کاوشگر نقشهبردار فروسرخ میدان وسیع ناسا (WISE) و تلسکوپ گایا از آژانس فضایی اروپا را بررسی کردند.
پژوهشگران اول کوتولهای قهوهای و ستارهای منفرد را در فاصله حدود ۸۲ سال نوری از زمین، در مداری با بیش از ۱۶۰۰ برابر فاصله زمین تا خورشید، یافتند. اما هردو جسم بیش از حد انتظار روشن بودند. سپس اندازهگیری طیف نوری آنها با تلسکوپ تحقیقات اخترشناسی جنوبی در شیلی به اخترشناسان کمک کرد تا تأیید کنند که هر دو جسم در واقع جفت هستند.
جفت روشنتر از دو کوتوله سرخ تشکیل شده است که رایجترین نوع ستاره در راه شیری محسوب میشود. هر کدام از آنها حدود ۱۷ درصد خورشید جرم دارند. بهگفتهی دکتر ژانگ، درخشش ترکیبی دو ستاره حدود صدهزار برابر ضعیفتر از ستاره قطبی در نور مرئی است.
در مقابل، کوتولههای قهوهای تقریباً هیچ نور مرئیای ساطع نمیکنند. هر دو تقریباً هماندازه مشتری هستند و متان قابل تشخیص در جو خود دارند. به گفته دکتر بورگاسر، احتمالاً میلیاردها کوتوله قهوهای مشابه در کهکشان ما وجود دارد؛ اگرچه تنها حدود ۳۰ مورد آنها تاکنون در مدار ستارههای روشن پیدا شدهاند.
مشاهدات آینده، احتمالاً با تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا ، به پژوهشگران کمک خواهد کرد تا تصاویر دقیقتری از دو کوتوله قهوهای بگیرند و جرم دقیق آنها را تعیین کنند. سپس میتوان از آنها به عنوان معیاری برای اجرام مشابه در سراسر کهکشان استفاده کرد.
مطالعات ستارهای آینده، از جمله با تلسکوپ فضایی اقلیدس و رصدخانه زمینی ورا روبین، به اخترشناسان امکان میدهد کوتولههای قهوهای کمنور بیشتری را در سراسر راه شیری کشف کنند.
منظومههای چهارگانه ستارهای غیرمعمول نیستند؛ اخترشناسان قبلاً چیدمانهایی با حداکثر هفت جرم ستارهای را کشف کردهاند. وجود آنها نشان میدهد که چنین منظومههایی میتوانند فرآیندهای شکلگیری اولیهی ستارهای را تحمل کنند. ستارگانی که بیش از حد نزدیک به هم شکل میگیرند، ممکن است از نظر گرانشی یکدیگر را دفع کنند و با سرعتهای فوقالعاده بالا در راه شیری پراکنده شوند.
