تلسكوپ جیمز وب نشانه‌های قمر فراخورشیدی را در اطراف ستاره‌ای ناكام آشكار كرد

تلسكوپ جیمز وب نشانه‌های قمر فراخورشیدی را در اطراف ستاره‌ای ناكام آشكار كردنجوم و فضاعلمیشنبه ۸ اردیبهشت ۱۴۰۳ - ۲۲:۳۰مطالعه 4 دقیقهسارا ارجمندتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتكشف تلسكوپ فضایی جیمز وب از انتشار متان و شفق روی یك كوتوله قهوه‌ای دوردست می‌تواند نشانه وجود قمری فراخورشیدی در اطراف این ستاره‌ی ناكام باشد .

تبلیغاتستاره‌شناس‌ها با استفاده از تلسكوپ فضایی جیمز وب (JWST) به كشف شگفت‌انگیز انتشار متان از یك كوتوله قهوه‌ای یا ستاره‌ای ناكام رسیدند. بر اساس این یافته، كوتوله‌ی قهوه‌ای دارای شفق‌هایی است كه نشان می‌دهند یك قمر در مدار خود دارد .

دلیل شگفتی كشف جدید جیمز وب این است كه كوتوله‌های قهوه‌ای برای انتشار پرتوی فروسرخ متان به اندازه‌ی كافی داغ نیستند.یافته‌ها حاصل برنامه‌های جیمز وب برای بررسی ۱۲ كوتوله‌ی قهوه‌ای هستند و نشان می‌دهند این ستار‌ه‌های ناكام می‌توانند شفق‌هایی شبیه به نمونه‌های شمالی و جنوبی زمین را تولید كنند .

مشابه این شفق‌ها روی سیاره‌های مشتری و زحل هم دیده شده است. فقدان ستاره در نزدیكی این كوتوله‌ی قهوه‌ای ممكن است صرفا به این معنی باشد كه نورهای قطبی روی آن توسط یك قمر فعال مخفی ایجاد می‌شوند. پژوهشگرها به بررسی كوتوله قهوه‌ای سرد CWISEP J193518 .

59-154620.3 یا W1935 پرداختند كه در فاصله‌ی ۴۷ سال نوری از زمین قرار گرفته است. با اینكه جرم W1935 محدود و بین ۶ الی ۳۵ برابر سیاره مشتری است، دمای سطح آن تقریبا به ۲۰۴ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد؛ یعنی دمایی كه برای پختن نان كشمشی نیاز است .

به گفته‌ی جكی فاهرتی، سرپرست پژوهش:انتظار می‌رود گاز متان در سیاره‌های غول‌پیكر و كوتوله‌های قهوه‌ای وجود داشته باشد، اما ما معمولا شاهد جذب نور هستیم نه درخشش آن. در ابتدا با مشاهدات گیج شدیم اما بعدا به كشف بسیار شگفت‌انگیزی رسیدیم .

تصویری تركیبی از سیاره‌ مشتری از نگاه دوربین NIRCam تلسكوپ جیمز وب. این تصویر حلقه‌های این سیاره و دو قمر آن آمالتیا و آدراستیا را نشان می‌دهد. درخشش آبی در اطراف قطب‌های مشتری، شفق قطبی است.كپی لینكچرا برخی ستاره‌ها ناكام می‌شوند؟دانشمندان لقب «ستاره‌ ناكام» را به كوتوله‌های قهوه‌ای داده‌اند .

دلیل این نام‌گذاری این است كه با وجود شكل‌گیری مستقیم این اجرام از ابر گاز و غبار مانند ستاره، به جرم كافی برای همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیم در هسته‌های خود نمی‌رسند.فرآیند همجوشی است كه می‌تواند تعیین كند یك ستاره از نوع پیش‌رشته اصلی باشد یا خیر، بنابراین كوتوله‌های قهوه‌ای كه جرمشان از بزرگ‌ترین سیاره‌ها بیشتر اما از كوچك‌ترین ستاره‌ها كم‌تر است، از نظر فنی در رسیدن به مرحله‌ی پیش‌رشته‌ی اصلی ناكام می‌مانند .

فاهرتی و همكارانش در حال بررسی كوتوله‌های قهوه‌ای متعدد با تلسكوپ جیمز وب متوجه شدند كه W1935 شرایط مشابهی اما با یك تفاوت دارد: این ستاره ناكام از خود متان ساطع می‌كند؛ پدیده‌ای كه قبلا هرگز در اطراف ستاره‌های ناكام رصد نشده بود .

مدلسازی W1935 نشان می‌دهد كه این نوع كوتوله‌ی قهوه‌ای خاص دارای وارونگی دمایی است. طی این پدیده، جو سیاره در سطوح عمیق‌تر سردتر می‌شود. این فرآیند در سیاره‌هایی دیده می‌شود كه ستاره‌هایشان جوشان را از بالا به پائین گرم می‌كنند؛ اما انتظار نمی‌رفت برای W1935 هم دیده شود زیرا این كوتوله‌ی قهوه‌ای منزوی است و هیچ منبع گرمایی خارجی ندارد .

به نوشته‌ی بن بورینگهام یكی از اعضای تیم پژوهشی:وقتی مد‌ل‌ها به وضوح، وارونگی دمایی را پیش‌بینی كردند به شدت شوكه شدیم؛ اما توانستیم محاسبه كنیم گرمای بیش از اندازه‌ی جو فوقانی از كجا سرچشمه می‌گیرد.پژوهشگرها برای حل معما نگاه دقیق‌تری به غول‌های گازی منظومه شمسی یعنی مشتری و زحل انداختند .

هر دو غول گازی دارای انتشار متان هستند و وارونگی دمایی در جو هر دو دیده شده است. علت انتشار متان و وارونگی دما در مشتری و زحل، شفق قطبی است كه باعث شد فاهرتی و گروهش به نتیجه‌ی مشابهی برای W1935 برسند؛ اما پرسش مهم این است كه عامل شفق قطبی W1935 چیست؟بیشتر بخوانید:اخترشناسان ستاره‌ای را شناسایی كرده‌اند كه از آتش معمولی خنك‌تر است27 تیر 02مطالعه '3تلسكوپ جیمز وب كوچك‌ترین ستاره‌ ناكام جهان را در خوشه‌ای اسرارآمیز كشف كرد27 آذر 02مطالعه '2معمولا شفق‌های قطبی مشتری، زحل و زمین به علت بادهای خورشیدی یا جریان ذرات باردار خورشید رخ می‌دهند .

این ذرات باردار با میدان‌های مغناطیسی برخورد كرده و در راستای خطوط میدان حركت می‌كنند. سپس با ذرات موجود در جو سیاره‌ها واكنش می‌دهند. به این ترتیب لایه‌های فوقانی جو گرم شده و به انتشار نور در نزدیكی قطب‌های سیاره می‌انجامد .

بدون وجود ستاره‌ای میزبان كه بادهای ستاره‌ای را به سمت W1935 منتشر كند، این فرآیند را نمی‌توان عامل اصلی شفق‌های قطبی این كوتوله‌ی قهوه‌ای منزوی درنظر گرفت.با این‌حال شفق قطبی مشتری و زحل دارای یك عامل ثانویه است .

این عامل ثانویه ذرات باردار موجود در این غول‌های گازی است كه بر اثر انتشار مواد از قمرهای این سیاره‌ها به وجود می‌آیند. برای مثال آیو، قمر مشتری آتشفشانی‌ترین جرم در كل منظومه‌ی شمسی است كه مقدار زیادی گدازه را تا كیلومترها در فضا منتشر می‌كند .

از سوی دیگر انسلادوس، قمر زحل دارای یخ‌فشان‌هایی است كه ذرات بخار آب و دیگر مواد منجمد را در فضا پخش می‌كند.بنابراین شفق قطبی W1935 كه هیچ ستاره یا باد ستاره‌ای ندارد می‌تواند دلیل بر وجود قمری فعال در اطراف این كوتوله‌ی قهوه‌ای باشد .

پیش از تأیید قمر كوتوله قهوه‌ای برای اولین بار نیاز به یافته‌های بیشتری است. تا آن زمان شرایط اولیه نشان می‌دهند كه تلسكوپ فضایی جیمز وب از تابستان ۲۰۲۲ تا چه اندازه عملكرد مؤثری داشته است. فاهرتی این‌گونه نتیجه می‌گیرد:هر بار ستاره‌شناسی جیمز وب را به سمت یك جرم قرار می‌دهد، احتمال رسیدن به یك كشف شگفت‌انگیز افزایش می‌یابد .

وقتی این پروژه را شروع كردیم به انتشار متان فكر نمی‌كردم، اما حالا می‌دانیم كه این گاز می‌تواند در كوتوله‌ قهوه‌ای وجود داشته باشد و دلیل جذابی دارد. علم به این صورت پیش می‌رود.یافته‌های پژوهش ۱۷ آوریل در مجله نیچر منتشر شد .