يمكن أن يكشف نظام النجوم الرباعي من نوعه الأول عن أسرار من أقزام البني “الفاشلة”

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

توضيح لنظام النجوم الرباعي مع اثنين من الأقزام البني “فاشلة” ونجمان. | الائتمان: روبرت ليا (تم إنشاؤه مع كانفا)

يمكن أن يساعد نظام النجوم الرباعي النادر الذي يمثل الأول من نوعه الذي يكتشفه علماء الفلك بشكل أفضل في فهم ما يسمى “النجوم الفاشلة” أو الأقزام البنية.

تحصل هذه الهيئات السماوية على لقبها المؤسف من حقيقة أنه على الرغم من تشكيله مثل النجم القياسي ، فإنها “تفشل” في جمع ما يكفي من الكتلة لإحداث الانصهار النووي للهيدروجين إلى الهيليوم في نوىهم ، فإن العملية التي تحدد ماهية النجم. الأقزام البني غامضة إلى حد ما لأنه من الصعب تتبع كيفية تغير خصائصها مع تقدمها.

يعد هذا النظام ، الذي يعتبر ABBAB المخصص لـ UPM J1040−3551 ويقع على بعد حوالي 82 سنة ضوئية من الأرض ، نظام نجوم رباعي التسلسل الهرمي نادر للغاية يحتوي على زوج من الأقزام البنية الباردة التي تدور حول زوج من النجوم الحمراء الصغار. يتم فصل الزوجين من الأجسام النجمية الثنائية بـ 1،656 ضعف المسافة بين الأرض والشمس ، مما يعني أن الأمر يستغرق أكثر من 100000 سنة أرضية لإكمال المدار.

اكتشف الفريق طبيعة UPM J1040−3551 Aabbab باستخدام النجوم الفضائية الأوروبية (ESA) تتبع المركبة الفضائية Gaia و NASA المستكشف بالأشعة تحت الحمراء (Wise) لقياس السرعة الزاوية لمكوناتها. سمح لهم ذلك برؤية أن AAB (الزوج النجمي AA و AB) و BAB (زوج القزم البني BA و BB) يتحركان نحو نفس الاتجاه بنفس السرعة الزاوية.

وقال زنغو تشانغ في بيان “ما يجعل هذا الاكتشاف مثيرًا بشكل خاص هو الطبيعة الهرمية للنظام ، وهو أمر مطلوب لمداره مستقرًا على مدى فترة زمنية طويلة”. “هذان الزوجان من الأشياء يدوران بعضهما البعض بشكل منفصل لفترات عقود ، في حين أن الأزواج تدور أيضًا في مركز شائع للكتلة على مدى فترة تزيد عن 100000 عام.”

فك تشفير نظام نجوم نادر جدا

على الرغم من أن نجوم AAB هي ألمع المكونات لنظام النجوم الرباعي هذا ، إلا أنها لا تزال خافتة لدرجة أن تكون مرئية بالعين المجردة ، فإن هذه الأقزام الحمراء يجب ألا تزيد عن 1.5 سنة ضوئية من الأرض. عند انبعاث القليل من الضوء المرئي ، فإن زوج الأقزام البنية البنية يبلغ حوالي 1000 مرة من أقزامها الحمراء الثنائية الوالدين ولا يمكن ملاحظتها إلا في الأشعة تحت الحمراء.

على الرغم من طبيعتها الخافتة ، كان السطوع النسبي غير المعتاد للثنائي القزم الأحمر (AAB) مقارنةً بالأقزام الحمراء الأخرى ، بالإضافة إلى تمايل في وسط النور بين النجوم ، وألمح في البداية إلى أن هذا ثنائي ممتاز وليس نجمًا واحدًا. تم أيضًا “فك ترميز” الاقتران القزمي البني من BAB بفضل سطوعه غير العادي مقارنة بالنجوم الفردية “النموذجية” الأخرى الفاشلة.

تم تأكيد طبيعة المكونات الأربعة لـ UPM J1040−3551 Aabbab بواسطة التحليل الطيفي الذي تم إجراؤه لـ AAB باستخدام الضوء البصري باستخدام طيف Goodman على تلسكوب الفيزياء الفلكية الجنوبية (SOAR) في Cerro Tololo Inter-American Observatory في Chile. تم تأكيد طبيعة BAB في ضوء الأشعة تحت الحمراء بمساعدة أداة Triplespec Soar.

وقال نافاريتي: “كانت هذه الملاحظات صعبة بسبب إغماء الأقزام البني”. “لكن قدرات SOAR سمحت لنا بجمع البيانات الطيفية الحاسمة اللازمة لفهم طبيعة هذه الكائنات.”

اثنين من الأجرام السماوية المظلمة على خلفية محمر

توضيح لاثنين من الأقزام البني مقابل قطرة خلفية من السحابة الجزيئية Perseus | الائتمان: روبرت ليا (تم إنشاؤه مع كانفا)

كشف هذا التحليل عن مكونين من القزم الأحمر الذي يربط AAB لهما جماهير حوالي 17 ٪ من الشمس ، مع درجات حرارة تبلغ حوالي 5300 درجة فهرنهايت (2900 درجة مئوية).

وفي الوقت نفسه ، فإن الأقزام البني لباب تتراوح بين 10 إلى 30 مرة من كوكب المشتري (0.01 إلى 0.03 أضعاف كتلة الكتلة) مع درجات حرارة تتراوح بين 1020 درجة فهرنهايت (550 درجة مئوية) و 788 درجة فهرنهينهايت (420 درجة مئوية). هذا يجعل هذين النجمين الفاشلين أمثلة نادرة من الأقزام البنية من النوع T.

وقال عضو الفريق ماريكروز جايلفيز-أوتيز من مركز علم الفلك في إسبانيا: “هذا هو أول نظام رباعي المكتشف على الإطلاق مع زوج من الأقزام البنية من النوع T يدور حول نجمتين”. “يوفر الاكتشاف مختبرًا كونيًا فريدًا لدراسة هذه الأشياء الغامضة.”

وذلك لأن الأقزام البني باردة مع تقدمها في العمر ، مما يغير خصائصها. تعتمد هذه العملية على كتلة القزم البني ، مما يؤدي إلى تحدي في فهم هذه الأشياء التي تسمى “مشكلة انحطاط الكتلة العمرية”.

هذا يعني أن القزم البني لدرجة حرارة محددة يمكن أن يكون كائنًا شابًا أو أقل ضخامة أو نجمة فاشلة أكبر وأكثر ضخامة. بدون معلومات إضافية ، لا يمكن لعلماء الفلك تحديد أي من هذه الاحتمالات صحيحة. ولكن قد تكون هذه المعلومات متاحة إذا كان القزم البني لديه رفيق النجم الفاشل.

وأوضح البروفيسور هيو جونز ، من جامعة هيرتفوردشاير ، مؤلفة مشاركة لورقة البحث: “أقزام بنية مع رفاقين واسع النطاق الذين يمكن تحديد أعمارهم بشكل مستقل لا تقدر بثمن في كسر هذا الانحطاط كمعايير العمر”. “UPM J1040−3551 قيمة خاصة لأن انبعاث H-alpha [created when an electron falls from the third lowest to second lowest energy level] من الزوج الأكثر إشراقًا يشير إلى أن النظام صغير نسبيًا ، يتراوح عمره 300 مليون و 2 مليار سنة. “

القصص ذات الصلة:

– كيف يمكن لمرصد روبن اكتشاف آلاف “النجوم الفاشلة”

– يكتشف تلسكوب هابل الفضائي أن “النجوم الفاشلة” سيئة في العلاقات أيضًا

– يكتشف تلسكوب جيمس ويب للفضاء أصغر “نجوم فاشلة” على الإطلاق

يعتقد الفريق الذي يقف وراء هذا الاكتشاف أن دراسة BAB Brown Dwarf الثنائية في UPM J1040−3551 يمكن تعزيز AAB BAB في المستقبل عندما تقدم التصوير عالي الدقة بما يكفي لتمكين قياسات دقيقة لحركتها المدارية وجماهيرها.

وقال عضو الفريق آدم بورغاسر من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو: “يقدم هذا النظام فائدة مزدوجة لعلوم القزم براون”. “يمكن أن يكون بمثابة معيار عمري لمعايرة نماذج الغلاف الجوي منخفضة الحرارة ، وكمعيار جماعي لاختبار النماذج التطورية إذا تمكنا من حل القزم البني الثنائي وتتبع مداره.”

تم نشر بحث الفريق في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية