کشف “تکان دهنده” JWST ممکن است اشاره ای به ماه فراخورشیدی پنهان در اطراف “ستاره شکست خورده” داشته باشد
ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) کشف شگفت انگیزی از انتشار گاز متان از یک کوتوله قهوه ای یا “ستاره شکست خورده” کردند.
این یافته نشان می دهد که یک کوتوله قهوه ای محققان گفتند که شامل شفق‌های قطبی است و حتی ممکن است توسط یک ماه فراخورشیدی کشف‌نشده به دور آن بچرخد.
را JWST یک کوتوله قهوه ای این کشف شگفت‌انگیز است زیرا انتظار نمی‌رود این جهان‌های سرد و منزوی آنقدر گرم باشند که متان نور مادون قرمز ساطع کند.
این یافته ها در نتیجه برنامه JWST برای مطالعه 12 کوتوله قهوه ای به دست آمد. آنها پیشنهاد می کنند که این ستاره های شکست خورده می توانند شفق های قطبی مشابه شفق های زمین ایجاد کنند چراغ های قطبی و درخشش جنوبیو همچنین مواردی که در بالا مشاهده شد سیاره مشتری و زحل. فقدان ستاره در مجاورت این کوتوله قهوه‌ای تنها می‌تواند به این معنی باشد که شفق‌های قطبی بالای آن توسط یک ماه فعال پنهان تولید می‌شوند.
متصل: تلسکوپ فضایی جیمز وب نشانه ای از درخشش مرموز را بر فراز “ستاره شکست خورده” مشاهده کرد.
تیم تحقیقاتی کوتوله قهوه ای سرد CWISEP J193518.59-154620.3 (W1935) را که در فاصله 47 سال نوری از زمین. در حالی که جرم W1935 محدود است و بین 6 تا 35 برابر مشتری است، دمای سطح آن حدود 400 درجه فارنهایت (204 درجه سانتیگراد) است. این تقریباً دمایی است که می‌خواهید کوکی‌های شکلاتی بپزید (براونی شکست خورده؟).
جکی فاهرتی، رهبر تیم و مدیر ارشد آموزش در موزه تاریخ طبیعی آمریکا، گفت: گاز متان در سیارات غول پیکر و کوتوله‌های قهوه‌ای انتظار می‌رود، اما ما معمولاً می‌بینیم که به جای درخشیدن، نور را جذب می‌کند. در بیانیه ای گفت. “در ابتدا ما با چیزی که می دیدیم گیج شدیم، اما در نهایت به هیجان خالص در کشف تبدیل شد.”
چرا برخی از ستاره ها شکست می خورند؟
کوتوله‌های قهوه‌ای نام مستعار تاسف‌بار خود را «ستاره‌های شکست‌خورده» می‌گیرند، زیرا اگرچه مستقیماً از یک ابر در حال فروپاشی گاز و غبار مانند یک ستاره تشکیل می‌شوند، اما فاقد جرم کافی برای ایجاد همجوشی هسته‌ای هستند. هیدروژن به هلیوم در هسته خود.
این فرآیند است که تعیین می کند که یک ستاره دنباله اصلی بنابراین کوتوله‌های قهوه‌ای – که جرمی بزرگ‌تر از بزرگترین سیارات اما کوچک‌تر از کوچک‌ترین ستاره‌ها دارند – از نظر فنی “نمی‌توانند” به این وضعیت برسند.
فاهرتی و همکارانش در حال نگاه کردن به چند کوتوله قهوه ای با JWST بودند که متوجه شدند W1935 مشابه است، اما با یک تفاوت جالب: منتشر می شود. متانچیزی که قبلاً در اطراف یک ستاره شکست خورده دیده نشده بود.
مدل‌سازی W1935 نشان داد که این کوتوله قهوه‌ای خاص به اصطلاح «وارونگی دما» نیز دارد. این پدیده ای است که در آن جو سیاره در سطوح عمیق تر سردتر می شود. این چیزی است که معمولاً در سیاراتی که به دور ستارگان می چرخند دیده می شود که جو خود را از بالا به پایین گرم می کنند، اما برای W1935 انتظار نمی رفت زیرا کوتوله قهوه ای ایزوله است و منبع گرمایی خارجی ندارد.
بن برنینگهام، یکی از اعضای تیم و دانشمند دانشگاه هرتفوردشایر، در این بیانیه گفت: «وقتی مدل به وضوح یک وارونگی دما را پیش‌بینی کرد، ما به شدت شوکه شدیم. اما ما همچنین باید بفهمیم که آن گرمای اضافی در جو فوقانی از کجا می آید.
برای حل این معما، تیم به خانه منظومه شمسی نزدیکتر نگاه کردند غول های گازی، مشتری و زحل. هر دو غول گازی دارای انتشار متان هستند و جوی دارند که وارونگی دما را نشان می دهد.
برای مشتری و زحل، علت انتشار متان و وارونگی دما است شفق شمالیکه باعث شد فاهرتی و تیم به این نتیجه برسند که JWST حدود W1935 را شناسایی کرده است. سوال بزرگ این است که چه چیزی شفق قطبی را در W1935 هدایت می کند؟
این یک مشکل است زیرا باد خورشیدی – جریان ذرات باردار از خورشید – محرک اصلی شفق های قطبی مشتری، زحل و زمین است. این بارها به میدان های مغناطیسی سیارات برخورد می کنند و در خطوط میدان حرکت می کنند و با ذرات موجود در جو تعامل می کنند. این امر جو فوقانی را گرم می کند و باعث می شود نور در نزدیکی قطب های سیاره ساطع شود. هیچ ستاره پیشرو برای انفجار W1935 با بادهای ستاره ایبا این حال، این فرآیند نمی تواند محرک اصلی شفق قطبی کوتوله قهوه ای منفرد باشد.
اما شفق‌های قطبی مشتری و زحل دارای یک موتور ثانویه به شکل ذرات باردار هستند که در نتیجه قمرهای فعال آنها موادی را به فضا پرتاب می‌کنند. مثلا قمر مشتری یو آتشفشانی ترین جسم در منظومه شمسی است که گدازه ها را ده ها مایل به فضا پرتاب می کند، در حالی که قمر زحل انسلادوس آب‌فشان‌هایی را به فضا پرتاب می‌کند که حاوی بخار آب و مواد دیگری هستند که وقتی به فضا برخورد می‌کنند هم منجمد می‌شوند و هم می‌جوشند.
بنابراین، شفق W1935 بدون ستاره یا بادهای ستاره ای نشان می دهد که یک ماه فعال ممکن است به دور کوتوله قهوه ای در حال گردش باشد.
قبل از اینکه دانشمندان بتوانند برای اولین بار وجود یک ماه کوتوله قهوه ای را تایید کنند، به شواهد بیشتری نیاز است. تا آن زمان، این نشانه های اولیه نشان می دهد که چقدر JWST از زمان ارسال مشاهدات خود به جهان بازگشت به زمین در تابستان 2022.
فاهرتی در پایان می‌گوید: «هر بار که یک ستاره‌شناس JWST را به سمت یک جسم نشانه می‌گیرد، فرصتی برای کشف شگفت‌انگیز دیگری وجود دارد. زمانی که این پروژه را شروع کردیم، انتشار گاز متان در رادار من نبود، اما اکنون که می دانیم ممکن است وجود داشته باشد و توضیح آن بسیار فریبنده است، من دائماً به دنبال آن هستم. این بخشی از چگونگی پیشرفت علم است.»
تحقیقات این تیم بود منتشر شده امروز (17 آوریل) در مجله Nature.
