کشف منظومه چهارگانه ستاره‌ای نادر با دو کوتوله قهوه‌ای در کهکشان راه شیری

اخترشناسان دانشگاه نانجینگ چین، به سرپرستی ژنگ‌هوا ژانگ، در حین بررسی فهرست ستارگان برای یافتن کوتوله‌های قهوه‌ای سرد، به کشفی نادر و شگفت‌انگیز در کهکشان راه شیری دست یافتند. این کشف شامل یک منظومه چهارگانه است که در آن دو کوتوله قهوه‌ای به دور یکدیگر و همزمان به دور دو ستاره روشن‌تر که آن‌ها نیز جفت هستند، می‌چرخند.

جزئیات کشف «دوبل-دوبل»

در ابتدا، پژوهشگران تصور می‌کردند که یک کوتوله قهوه‌ای تنها در مدار یک ستاره درخشان قرار دارد. اما تحقیقات بیشتر نشان داد که هر دو جسم در واقع جفت هستند. آدام بورگاسر، اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو، این منظومه را «دوبل-دوبل» نامیده است. این کشف در مقاله‌ای که تابستان امسال در نشریه MNRAS منتشر شد، به تفصیل توصیف شده است.

«من دوست دارم این منظومه را یک «دوبل-دوبل» بنامم.» – آدام بورگاسر، اخترفیزیکدان

اهمیت کوتوله‌های قهوه‌ای در اخترشناسی

کوتوله‌های قهوه‌ای اجرام میان‌ستاره‌ای هستند که بین سیاره‌ها و ستاره‌ها قرار می‌گیرند. آن‌ها مانند ستاره‌ها شکل می‌گیرند اما جرم کافی برای همجوشی هیدروژن، که منبع نور و گرمای ستاره‌ها است، را ندارند. به همین دلیل، گاهی اوقات به آن‌ها «ستارگان ناکام» نیز گفته می‌شود. جو این اجرام شبیه به غول‌های گازی بزرگی مانند مشتری یا زحل است.

چرا مطالعه کوتوله‌های قهوه‌ای دشوار است؟

• سرد و کم‌نور بودن: این ویژگی‌ها مشاهده و تحلیل آن‌ها را چالش‌برانگیز می‌کند.
• نیاز به منظومه‌های دوتایی: اخترشناسان معمولاً به دنبال کوتوله‌های قهوه‌ای در مدار ستاره‌های دوتایی می‌گردند، زیرا این منظومه‌ها روشن‌تر هستند و اندازه‌گیری نورشان آسان‌تر است.

به گفته دکتر بورگاسر، زوج‌های کوتوله قهوه‌ای و ستارگان روشن‌تر اغلب از ماده یکسان و در زمان و مکان یکسان شکل گرفته‌اند. بنابراین، اندازه‌گیری درخشش ستاره‌های روشن می‌تواند برای تخمین خصوصیات کوتوله‌های کم‌نور، مانند سن، دما و ترکیب شیمیایی، بسیار مفید باشد.

روش‌شناسی و مشاهدات

دکتر ژانگ و تیمش برای یافتن کوتوله‌های قهوه‌ای در مدار ستاره‌های دوتایی، پایگاه‌های داده ستاره‌ای را که با اطلاعات دو فضاپیمای بازنشسته، شامل کاوشگر نقشه‌بردار فروسرخ میدان وسیع ناسا (WISE) و تلسکوپ گایا از آژانس فضایی اروپا، ساخته شده بودند، بررسی کردند.

آن‌ها ابتدا یک کوتوله قهوه‌ای و یک ستاره منفرد را در فاصله حدود ۸۲ سال نوری از زمین، در مداری با بیش از ۱۶۰۰ برابر فاصله زمین تا خورشید، کشف کردند. اما هر دو جسم بیش از حد انتظار روشن بودند. اندازه‌گیری طیف نوری آن‌ها با تلسکوپ تحقیقات اخترشناسی جنوبی در شیلی، تأیید کرد که هر دو جسم در واقع جفت هستند.

ویژگی‌های اجرام کشف‌شده:

• ستاره‌های روشن‌تر: از دو کوتوله سرخ تشکیل شده‌اند که رایج‌ترین نوع ستاره در راه شیری هستند. هر کدام حدود ۱۷ درصد جرم خورشید را دارند. درخشش ترکیبی آن‌ها حدود صدهزار برابر ضعیف‌تر از ستاره قطبی در نور مرئی است.
• کوتوله‌های قهوه‌ای: تقریباً هیچ نور مرئی‌ای ساطع نمی‌کنند. هر دو تقریباً هم‌اندازه مشتری هستند و متان قابل تشخیص در جو خود دارند.

آینده پژوهش و اهمیت کشف

این منظومه چهارگانه به معیاری فوق‌العاده برای درک کوتوله‌های قهوه‌ای منفرد در سراسر کهکشان و شکل‌گیری و تکامل کم‌جرم‌ترین ستاره‌ها تبدیل خواهد شد. دکتر بورگاسر تأکید کرد که یافتن دو کوتوله قهوه‌ای در اطراف دو ستاره روشن «دو برابر کمک می‌کند».

مشاهدات آینده، به ویژه با تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، به پژوهشگران کمک خواهد کرد تا تصاویر دقیق‌تری از دو کوتوله قهوه‌ای بگیرند و جرم دقیق آن‌ها را تعیین کنند. این اطلاعات سپس به عنوان معیاری برای اجرام مشابه در سراسر کهکشان مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

مطالعات ستاره‌ای آینده با تلسکوپ فضایی اقلیدس و رصدخانه زمینی ورا روبین نیز به اخترشناسان امکان می‌دهد کوتوله‌های قهوه‌ای کم‌نور بیشتری را در سراسر راه شیری کشف کنند.

منظومه‌های چهارگانه: پدیده‌ای غیرمعمول اما مهم

منظومه‌های چهارگانه ستاره‌ای غیرمعمول نیستند؛ اخترشناسان قبلاً چیدمان‌هایی با حداکثر هفت جرم ستاره‌ای را کشف کرده‌اند. وجود چنین منظومه‌هایی نشان می‌دهد که آن‌ها می‌توانند فرآیندهای شکل‌گیری اولیه ستاره‌ای را تحمل کنند. ستارگانی که بیش از حد نزدیک به هم شکل می‌گیرند، ممکن است از نظر گرانشی یکدیگر را دفع کرده و با سرعت‌های فوق‌العاده بالا در راه شیری پراکنده شوند.