عليك أن تشعر بالأقزام البنية. لم يقتصر الأمر على أن فشلهم في الاشتعال مثل النجوم العادية أكسبهم لقبًا مؤسفًا – النجوم الفاشلة – ولكن النتائج الجديدة التي توصل إليها تلسكوب هابل الفضائي كشفت أنهم لا يستطيعون حتى إقامة علاقة معًا.
الأقزام البنية هي أجرام سماوية تتشكل عندما تشكل سحب عملاقة من الغاز والغبار، تسمى السحب الجزيئية، بقعًا شديدة الكثافة تنهار. على عكس نجمك القديم العادي، لا يستطيع القزم البني جمع ما يكفي من المواد من بقايا تلك السحابة لتراكم كتلة كافية وبدء اندماج الهيدروجين مع الهيليوم في قلبه. يقوم القزم البني بدمج بعض العناصر، لكن اندماج الهيدروجين مع الهيليوم على وجه الخصوص هو ما يحدد نجم “التسلسل الرئيسي” – ومن هنا جاء لقب “النجم الفاشل”.
مثل العديد من النجوم، يُعتقد أن الأقزام البنية غالبًا ما تولد في أزواج ثنائية. ومع ذلك، هناك فجوة كبيرة في الأدبيات حول هذا الموضوع. في حين أنه من المعروف أن حوالي 75% من النجوم الضخمة في جميع أنحاء الكون لديها نجم مصاحب، وحوالي 50% من النجوم بحجم الشمس تُرى في مثل هذه التكوينات الثنائية، فإن عدد الثنائيات القزمة البنية المكتشفة يقترب من الصفر. لماذا يكون ذلك؟
حسنًا، ربما تحتوي ملاحظات هابل على إجابة. ويبدو أنه كلما زاد عمر القزم البني، قلت احتمالية وجود رفيق له. وهذا يعني أن الأزواج الثنائية المرتبطة بالجاذبية من الأقزام البنية يمكن أن تكون ضعيفة جدًا لدرجة أن الجسمين ينجرفان بعيدًا عن بعضهما البعض على مدى بضع مئات الملايين من السنين. ما الذي قد يجعلهم ينجرفون بعيدًا؟ ربما تكون قوة الجاذبية أقوى بكثير من أي نجوم أخرى تمر بها.
متعلق ب: نجم “فاشل” محطم للأرقام القياسية يدور حول جثة نجمية أكثر حرارة من الشمس بـ 2000 درجة
“يؤكد المسح الذي أجريناه أن الرفاق المنفصلين على نطاق واسع نادرون للغاية بين الأقزام البنية المعزولة ذات الكتلة الأقل والأبرد، على الرغم من ملاحظة الأقزام البنية الثنائية في أعمار أصغر”، كما يقول كليمنس فونتانيف، المؤلف الرئيسي للبحث والعالم في معهد تروتييه للأبحاث. وقال الكواكب الخارجية في بيان. “هذا يشير إلى أن مثل هذه الأنظمة لا تبقى على قيد الحياة مع مرور الوقت. فعندما تكون صغيرة، تكون جزءًا من سحابة جزيئية، وبعد ذلك، مع تقدمها في السن، تتفرق السحابة. وعندما يحدث ذلك، تبدأ الأشياء في التحرك، وتمر النجوم ببعضهما البعض.”
وأضاف فونتانيف: “نظرًا لأن الأقزام البنية خفيفة جدًا، فإن قوة الجاذبية التي تربط الأزواج الثنائية الواسعة ضعيفة جدًا، ويمكن لتجاوز النجوم أن يمزق هذه الثنائيات بسهولة”.
بطريقة ما (أعتذر مقدمًا) ولكن هذا يجعل الأقزام البنية تشبه إلى حد ما المعادل الكوني لميم الصديق المشتت. أنت تعرف واحد.
يتباعد مع التقدم في السن
يسمح هابل لعلماء الفلك باكتشاف الثنائيات ذات المكونات التي تقع على مسافة قريبة من بعضها البعض تصل إلى 298 مليون ميل (480 مليون كيلومتر). وهذا يعادل حوالي ثلاثة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس، وهي مسافة صغيرة جدًا من الناحية الكونية.
اختار الفريق أولاً عينة من الأقزام البنية التي تم رصدها سابقًا بواسطة مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع النطاق (WISE) التابع لناسا. ثم قام الباحثون بتضييق نطاق هذه العينة حتى حصلوا على بعض من أبرد النجوم الفاشلة وأقلها كتلةً في المنطقة المجاورة نسبيًا للنظام الشمسي. نظرًا لأن الأقزام البنية لا يمكنها الحفاظ على الاندماج النووي في قلبها، فإنها تظهر درجات حرارة باردة تعادل بضع مئات من الدرجات الأكثر سخونة من كوكب المشتري، الذي تبلغ درجة حرارته حوالي 166 درجة فهرنهايت (ناقص 110 درجة مئوية). تضمن درجات الحرارة الباردة هذه إمكانية العيش لفترة طويلة إلى حد ما.
لاصطياد أبرد الأقزام البنية، اعتمد الفريق على حقيقة أن هذه النجوم الفاشلة المتجمدة كانت تحتوي على ماء مكثف في غلافها الجوي. استخدم فونتانيف وزملاؤه مرشحين مختلفين للأشعة تحت الحمراء القريبة لدراسة محتوى الماء هذا. عرض أحد المرشحات الأقزام البنية الباردة بشكل مشرق، بينما غطى الآخر أطوال موجية محددة جعلت النجوم الفاشلة تبدو باهتة للغاية نتيجة امتصاص الماء في غلافها الجوي.
في الواقع، أجرى فونتانيف وزملاؤه دراسة مماثلة مع هابل منذ عدة سنوات، والتي ركزت على الأقزام البنية الصغيرة جدًا. كان لدى بعض هذه النجوم الفاشلة الوليدة رفاق ثنائيون، مما أكد أنها أقزام بنية استطاع توجد في الثنائيات، وأن الآليات التي تحددها ولادة النجوم يمكنها إنشاء ثنائيات منخفضة الكتلة – حتى لو كانت هذه الحالات نادرة إلى حد كبير.
افترض العلماء أن عدم وجود الأقزام البنية الثنائية المرصودة يشير إلى أنها تكافح من أجل البقاء مقيدة بالجاذبية لفترات طويلة من الزمن. يضيف اكتشاف هابل الجديد مزيدًا من الدعم لهذا المفهوم.
وقالت بيث بيلر، عضو الفريق والعالمة في جامعة إدنبره، في البيان: “معظم النجوم لديهم أصدقاء – سواء كان ذلك رفيقًا ثنائيًا أو كواكب خارجية”. “يوضح هذا المسح حقًا أن الأمر نفسه ليس صحيحًا بالنسبة للأقزام البنية. فبعد فترة وجيزة من عمرها، تظل معظم الأقزام البنية منفردة لبقية فترة وجودها الطويلة جدًا.”
قصص ذات الصلة:
– يشير تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى وجود شفق غامض فوق “النجم الفاشل”
– “نجم فاشل” حطم الأرقام القياسية ولا ينبغي أن يكون موجودًا (فيديو)
– اكتشف المتطوعون ما يقرب من 100 قزم بني بارد بالقرب من شمسنا
وأضاف فونتانيف أن الدافع وراء هذه الدراسة هو تحديد مدى انخفاض كتلة الأجسام النجمية للحفاظ على الاتجاهات المشاهدة في الأنظمة متعددة النجوم.
وخلص إلى أن “مسح هابل الذي أجريناه يقدم دليلا مباشرا على أن هذه الثنائيات التي نلاحظها عندما تكون صغيرة من غير المرجح أن تبقى على قيد الحياة حتى سن الشيخوخة، ومن المرجح أن تتعطل”. “هذا هو أفضل دليل رصدي حتى الآن على أن أزواج الأقزام البنية تنجرف بعيدًا مع مرور الوقت. لم يكن بإمكاننا إجراء هذا النوع من المسح وتأكيد النماذج السابقة دون رؤية هابل الحادة وحساسيته.”
ونُشر بحث الفريق في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.