يدرس تلسكوب جيمس ويب فضاء “نجمة فاشلة” تدعى “الحادث” لحل لغز قديم من كوكب المشتري والزحل

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

باستخدام Telescope James Webb Space (JWST) ، قام علماء الفلك بالتحقيق في “نجمة فاشلة” أو قزم براون ، الملقب “بالحادث”. قد تساعد نتائجها في حل لغز طويل الأمد يحيط بعمالقة الغاز في النظام الشمسي ، كوكب المشتري والزحل.

يحصل الأقزام البنية على ملصقهم المؤسف لـ “النجوم الفاشلة” بسبب حقيقة أنها تتشكل من سحب الغاز والغبار مثل النجوم ، لكنهم يفشلون في جمع ما يكفي من المادة لتحقيق الكتلة اللازمة لإحداث الانصهار النووي للهيدروجين إلى الهيليوم في نوىهم ، وهي العملية التي تحدد ماهية النجم. الأقزام البني لديها جماهير تتراوح بين 13 و 80 ضعف كتلة كوكب المشتري ، أو 0.013 و 0.08 أضعاف كتلة الشمس.

ومع ذلك ، حتى بين هذه الأشياء السماوية الغريبة التي يصعب تصنيفها ، فإن الحادث ، الذي يقع على بعد 50 عامًا من الأرض ويعتقد أنه يتراوح بين 10 مليارات و 12 مليار سنة. إنها واحدة من أقدم الأقزام البني على الإطلاق ، ولديها بعض الميزات التي سبق رؤيتها في أقزام بنية صغيرة فقط. كما أنه يظهر الخصائص التي سبق أن ارتبطت فقط بالنجوم الفاشلة القديمة. أدت هذه الميزات المتناقضة إلى الحادث الذي يفرغ من اكتشافه حتى تم اكتشافه عن طريق الصدفة في عام 2020 من قبل مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء الواسعة للملكية المتقاعدة الآن في ناسا.

حقيقة أن الحادث باهت وغير عادي دفع العلماء إلى إعطاء الأولوية لدراستها مع أقوى التلسكوب الفضائي المتاح ، وهو تلسكوب جيمس ويب للفضاء. وقد أدى ذلك إلى اكتشاف جزيء غير متوقع تحدى في البداية تحديد الهوية ، ولكن تم تحديده في النهاية على أن يكون وسيلة بسيطة تسمى Silane ، وتشكلت عند رابطة السيليكون والهيدروجين.

هنا يأتي كوكب المشتري وزحل.

لسنوات ، توقع علماء الفلك أن يجدوا سيلان في عمالقة الغاز في النظام الشمسي. هذا الجزيء مفقود أيضًا حول الكوكب خارج القطب ، أو “Exoplanet” ، عمالقة الغاز حول النجوم الأخرى ، ومن أقزام بنية أخرى.

يوجد العلماء من السيليكون إلى حد ما في كوكب المشتري والزحل ، ولكنه “يختبئ” بالربط مع الأكسجين لإنشاء أكاسيد مثل الكوارتز. ثم هذه الأكاسيد السحب على عمالقة الغاز الساخن التي تشبه العواصف الترابية على الأرض ، بينما على عمالقة الغاز الباردة مثل كوكب المشتري والزحل ، تغرق أسفل الطبقات في الغلاف الجوي الخلفي من بخار الماء والغيوم من الأمونيا. يؤدي ذلك إلى غرق السيليكون بعمق في أجواء كوكب المشتري والزحل وبالتالي تجنب الكشف عن طريق المركبة الفضائية التي درست تلك الكواكب عن قرب.

ومع ذلك ، حتى لو كان هذا هو الحال ، فقد اقترح العلماء جزيئات الضوء من السيليكون ، مثل Silane ، في الأجواء العليا من عمالقة الغاز والأقزام البنية.

اعتبارًا من الآن ، يكون الحادث هو الكائن الأول والوحيد الذي تم فيه تحديد هذا الجزيء. هذا يمكن أن يخبر العلماء شيئًا مهمًا في الظروف والكيمياء في عوالم مختلفة.

وقال زعيم الفريق جاكلين فاهيرتي ، باحث في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك ، في بيان “في بعض الأحيان تكون الأشياء المتطرفة هي التي تساعدنا على فهم ما يحدث في العاديين”.

يشير اكتشاف السيلان حول جو الحادث إلى أن جزيء السيليكون هذا يتشكل بالفعل في الأقزام البني والأجواء الكوكبية. ومع ذلك ، يعتقد الفريق أنه عندما يتوفر الأكسجين ، فإنه يرتبط بالسيليكون بمعدل سريع بحيث لم يتم ترك أي شيء للربط بالهيدروجين وتشكيل السيلان.

ينظر الفريق إلى أن سيلان موجود في الحادث لأنه خلال الفترة الزمنية التي تشكلت فيها ، قبل 10 مليارات سنة على الأقل ، كان الكون مشبعًا بأكسجين أقل بكثير مما كان عليه في الحقبة اللاحقة. هذا يعني أن السيليكون كان حراً في ربط الهيدروجين وتشكيل السيلان.

وقال بيتر آيزنهاردت ، عضو فريق الدراسة وعالم المشروع في Neowise ، في البيان “لم نكن نتطلع إلى حل لغز حول كوكب المشتري وزحل مع هذه الملاحظات”. “القزم البني عبارة عن كرة من الغاز مثل نجمة ، ولكن بدون مفاعل اندماج داخلي ؛ يصبح الجو أكثر برودة وأكثر برودة ، مع جو مثل الكواكب العملاقة للغاز. أردنا أن نرى لماذا هذا القزم البني غريب للغاية ، لكننا لم نتوقع سيلان.

“يواصل الكون مفاجأة لنا.”

القصص ذات الصلة:

– يلمح القزم البني الغريب “الحادث” إلى الكنز المحتمل من الحالات الشاذة الكونية

– أقزام بنية: أروع النجوم أو أكثر الكواكب؟

-فاشو فلكي من المواقع 34 نجوم “فاشلة” مقترنة في مشروع Brown Dwarf

يوضح البحث فائدة الأقزام البني ، التي تتجول في المجرة في عزلة ، كوكلاء للكواكب الخارجية العملاقة للغاز التي يمكن أن تحجبها الضوء من النجوم الأم التي يدورون فيها.

في الواقع ، يمكن أن تساعد الأقزام البني أيضًا في التحقيق في ظروف قابلية التوافق في الخارج على الرغم من عدم قدرتها على دعم الحياة نفسها.

“لكي نكون واضحين ، لا نجد الحياة على الأقزام البني” ، أوضح فاهرتي. “ولكن على مستوى عالٍ ، من خلال دراسة كل هذا التنوع والتعقيد في أجواء الكواكب ، فإننا ننشئ العلماء الذين سيتعين عليهم ذات يوم القيام بهذا النوع من التحليل الكيميائي للكواكب الصخرية التي قد تشبه الأرض.

“قد لا يشمل ذلك على وجه التحديد السيليكون ، لكنهم سيحصلون على بيانات معقدة ومربكة ولا تناسب نماذجها ، تمامًا مثلنا. سيتعين عليهم تحليل كل هذه التعقيدات إذا أرادوا الإجابة على هذه الأسئلة الكبيرة.”

تم نشر بحث الفريق في 4 سبتمبر في مجلة Nature.