این “ستارگان شکست خورده” به قدری نزدیک به مدار می چرخند که 29 سال طول کشید تا بتوان گفت که آنها یک جفت هستند
یک شی فضایی که به خوبی مطالعه شده است، ستاره شناسان را حیرت زده کرده است. “ستاره شکست خورده” Gliese 229B نشان داده شده است که دو کوتوله قهوه ای به نام دو کوتوله قهوه ای هستند که در مداری نزدیک به دور یکدیگر هستند، نه فقط یک.
این کشف به این معنی است که Gliese 229B اولین سیستم دوتایی کوتوله قهوه‌ای فشرده در نوع خود است و این امید را ایجاد می‌کند که چنین سیستم‌های عجیب و غریب دیگری در کهکشان راه شیری زندگی می‌کنند و منتظر کشف هستند. این یافته همچنین یک معمای دیرینه در مورد Gliese 229B را حل می کند و توضیح می دهد که چرا این کوتوله قهوه ای برای جرمش خیلی تیره به نظر می رسد.
جری دبلیو سوان، عضو تیم و محقق موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) در بیانیه ای گفت: “Gliese 229B یک کوتوله قهوه ای پوستر در نظر گرفته می شد.” و اکنون می دانیم که در تمام مدت در مورد ماهیت شی اشتباه کرده ایم. یکی نیست، دوتا است. ما فقط نتوانسته‌ایم جدایی‌هایی که به پایان رسیده را کشف کنیم.”
کوتوله‌های قهوه‌ای نام مستعار خود را «ستاره‌های شکست‌خورده» می‌گیرند، زیرا از ابرهای در حال فروپاشی گاز و غبار مانند ستارگان «معمولی» تشکیل می‌شوند، اما نمی‌توانند جرم کافی را از بقایای آن ابر جمع‌آوری کنند تا هیدروژن با هلیوم در هسته‌شان ترکیب شود. Gliese 229B در فاصله 19 سال نوری از ما قرار دارد، جایی که به دور یک کوتوله قرمز به نام Gliese 229 می چرخد. در سال 1995، اولین کوتوله قهوه ای شناخته شده شد و ستاره شناسان را با ستاره های شکست خورده آشنا کرد. اکنون، به درستی، او مفهوم جدید باینری های کوتوله قهوه ای بسیار نزدیک را معرفی می کند.
شما می توانید ستاره شناسان را ببخشید که نمی توانند تفاوت بین دو بدن Gliese 229B را که اکنون Gliese 229Ba و Gliese 229Bb نامگذاری شده اند، تشخیص دهند. فاصله آنها تنها 3.8 میلیون مایل (6.1 میلیون کیلومتر) است. ممکن است این فاصله باورنکردنی به نظر برسد، اما برای در نظر گرفتن آن، تنها 16 برابر فاصله زمین و ماه و تنها حدود 4 درصد از فاصله زمین و خورشید است. دو کوتوله قهوه ای Gliese 229B آنقدر محکم به هم متصل هستند که هر 12 روز زمینی یک بار به دور یکدیگر می چرخند.
مرتبط: گزارش هواشناسی بیگانه: تلسکوپ فضایی جیمز وب باد داغ و شنی را روی 2 کوتوله قهوه ای پیدا کرد
این کشف که توسط تیمی از ستاره شناسان در موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) انجام شد، به این معنی است که Gliese 229B یک جرم با جرم حدود 70 برابر مشتری نیست، بلکه دو جرم است: یک کوتوله قهوه ای با جرمی حدود 38 برابر جرم مشتری. گاز یک غول منظومه شمسی و دیگری با جرم حدود 34 مشتری. ماهیت دوتایی Gliese 229 B این سوال را مطرح می کند که چگونه چنین سیستم های کوتوله قهوه ای به هم پیوسته محکمی شکل می گیرند.
پروفسور دیوید موریسرو، عضو تیم و پروفسور دیوید موریسرو، گفت: “این کشف که Gliese 229B یک دوتایی است نه تنها تنش اخیر مشاهده شده بین جرم و درخشندگی آن را برطرف می کند، بلکه درک ما را از کوتوله های قهوه ای که در مرز بین ستاره ها و سیارات غول پیکر قرار دارند را عمیق تر می کند.” نجوم در Caltech Dimitri Mavet در این بیانیه گفت.
یافتن حلقه گمشده
کوتوله‌های قهوه‌ای برای ستاره‌شناسان جذاب هستند، زیرا حداقل از نظر جرم، شکاف بین پرجرم‌ترین سیارات و کم‌جرم‌ترین ستارگان را پر می‌کنند. این ستاره های شکست خورده عموماً دارای جرمی بین 13 تا 80 مشتری هستند.
چنین “حلقه گمشده” بین ستارگان و سیارات از دهه 1960 نظریه پردازی شده است، اما در اواسط دهه 1990 ستاره شناسان ادعا کردند که یکی (یا دو مورد، همانطور که اکنون می دانیم) به شکل Gliese 229B است. تیمی از جمله ربکا اوپنهایمر، که او نیز بخشی از تیم پشت این کشف جدید بود، ستاره(های) شکست خورده را فاش کردند.
اوپنهایمر اکنون استاد دپارتمان اخترفیزیک موزه تاریخ طبیعی آمریکاست، اما در سال 1995 دانشجوی موسسه فناوری کالیفرنیا بود. اوپنهایمر همراه با همکارانش از رصدخانه پالومار برای کشف اینکه گلیز 229 بی در جو خود متان دارد استفاده کرد. این برای سیارات غول پیکر گازی رایج است، اما برای ستارگان نه، به این معنی که شباهت Gliese 229B به یک ستاره، به ماهیت آن به عنوان یک حلقه گمشده بین سیارات و ستارگان اشاره دارد.
اوپنهایمر در این بیانیه گفت: «دیدن اولین شی کوچکتر از ستاره ای که به دور خورشید دیگری می چرخد هیجان انگیز بود. “سپس یک صنعت کلبه از افرادی شروع شد که به دنبال افراد عجیب و غریبی مانند او بودند، اما او برای چندین دهه یک معما باقی ماند.”
در سه دهه پس از کشف Gliese 229B، اخترشناسان به شدت این منظومه را مورد مطالعه قرار دادند و دریافتند که حتی برای یک ستاره شکست خورده نیز برای جرم خود بسیار کم نور است. این باعث شده است تا دانشمندان این نظریه را مطرح کنند که Gliese 229B باید دو کوتوله قهوه ای باشد نه یک کوتوله. با این حال، رصد این طبیعت دوگانه هنوز اخترشناسان را دور زده است.
سوان توضیح داد: «برای اینکه به مدت 30 سال مورد توجه ستاره شناسان قرار نگیرند، دو کوتوله قهوه ای باید بسیار نزدیک به هم باشند.
ژوان و همکارانش در جایی موفق شدند که دیگر ستاره شناسان با روی آوردن به دو ابزار مختلف که هر دو بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) واقع در منطقه صحرای آتاکاما در شمال شیلی نصب شده بودند، شکست خوردند. تداخل سنج GRAVITY به محققان این امکان را داد تا Gliese 229B را به صورت فضایی به دو جسم تقسیم کنند، در حالی که طیف‌نگار اشل مادون قرمز با وضوح بالا CRyogenic (CRIRES+) به آنها اجازه می‌داد طیف‌های نور را از هر دو جسم شناسایی کنند.
آخرین ابزار انتقال قرمز یک کوتوله قهوه ای، “فشردگی” طول موج های نور را نشان می دهد که یک جسم در حال دور شدن از زمین است، و انتقال آبی ستاره شکست خورده دیگر، امتداد طول موج های نور نشان دهنده حرکت است. به زمین.
از این رو دو کوتوله قهوه ای Gliese 229Ba و Gliese 229Bb کشف شد.
اوپنهایمر گفت: “این دو جهان که به دور یکدیگر می چرخند در واقع از نظر شعاع کوچکتر از مشتری هستند. اگر چیزی شبیه به آنها در منظومه شمسی خود داشته باشیم، در آسمان شب ما بسیار عجیب به نظر می رسند.” این مهیج ترین و جذاب ترین کشف در اخترفیزیک زیر ستاره ای در چند دهه اخیر است.
اگرچه شکل‌گیری سیستم‌های دوتایی کوتوله‌های قهوه‌ای نزدیک چیزی شبیه به یک پازل است، اما ممکن است که ابر در حال فروپاشی گاز و غبار که این ستاره‌های شکست خورده را به دنیا آورد، به دو قسمت تقسیم شده و دو “دانه” کوتوله قهوه‌ای را ایجاد کند. سپس این دانه‌ها می‌توانند به صورت گرانشی به هم متصل شوند و سیستم Gliese 229B و سایر موارد مشابه آن را به وجود آورند که منتظر کشف هستند.
سوان افزود: “این واقعیت که اولین همدم کوتوله قهوه ای شناخته شده یک دوتایی است، نویدبخش تلاش مداوم برای یافتن موارد بیشتر است.”
این تیم اکنون قصد دارد با ابزارهایی مانند تصویرگر و شخصیت ساز سیاره Keck (KPIC)، واقع در رصدخانه WM Keck در هاوایی، دوتایی های کوتوله قهوه ای را با دقت بیشتری شکار کند. آنها همچنین می‌توانند به طیف‌نگار مادون قرمز با وضوح بالا برای شناسایی سیارات فراخورشیدی (HISPEC) که در حال حاضر در Caltech در حال ساخت است، رصد کنند.
سری کولکارنی، پروفسور نجوم و علوم سیاره ای در Caltech که بخشی از آن تیم نبود اما یکی از کاشفان اولیه Gliese 229B بود، گفت: «بسیار خوب است که می بینیم تقریباً 30 سال بعد یک پیشرفت جدید وجود دارد. “اکنون این باینری دوباره خیره کننده است.”
مطالعه Gliese 229Ba و Gliese 229Bb در 16 اکتبر در مجله Nature منتشر شد.
