تلسکوپ فضایی جیمز وب و کشف یک کوتوله قهوه‌ ای با ابرهایی از جنس شن؛ به دنیای مد مکس خوش آمدید!

تیم مربوطه گفتند که یافته‌های تلسکوپ جیمز وب کاملا مطابق با طیف دریافتی از یک کوتوله قهوه ای است. این نتایج نه تنها می‌تواند به ما در درک هرچه بهتر این «ستاره‌های شکست‌خورده» کمک کنند، بلکه نشانه‌ای از توانایی‌های بالای جیمز وب نیز هستند. پیشتر تلسکوپ جیمز وب توانسته بود مستقیما از یک سیاره فراخورشیدی عکس بگیرد؛ اما داستان در مورد کوتوله های قهوه ای کمی متفاوت است.

وقتی یک ستاره در بدو تولد نتواند جرم کافی برای آغاز همجوشی هیدروژن در هسته را جمع‌آوری کند، به کوتوله قهوه ای تبدیل می‌شود. این اجرام آسمانی از نظر جرم بین بزرگترین سیاره‌ها و کوچکترین ستاره‌ها قرار می‌گیرند.

اگر یک کوتوله قهوه ای جرمی حدود ۱۳.۶ برابر جرم مشتری داشته باشد، می‌تواند دوتریوم یا همان هیدروژن سنگین (هیدروژنی با یک پروتون و نوترون در هسته به جای تنها یک پروتون) را به عنوان سوخت مصرف کند. فشار و دمای همجوشی دوتریوم کمتر از هیدروژن است که یعنی کوتوله های قهوه ای به نوعی نسخه لایت (سبک) ستاره‌ها محسوب می‌شوند.

به بیانی دیگر، برخلاف سیاره‌های فراخورشیدی، آنها از خود نور و گرما ساطع می‌کنند. البته کوتوله های قهوه ای از این نظر قابل مقایسه با ستاره‌ها نیستند، ولی خب می‌توان آنها را مخصوصا از طریق امواج مادون قرمز که در تخصص تلسکوپ جیمز وب است، مشاهده کرد. تیمی از اخترشناسان که زیر نظر Brittany Miles از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز فعالیت می‌کردند، به بررسی این موضوع پرداختند.

آنها متوجه شدند که امواج دریافت شده به یک کوتوله قهوه ای به نام VHS 1256-1257 b تعلق دارد که در فاصله ۷۲ سال نوری از زمین قرار گرفته است. جرم این ستاره شکست خورده به حدود ۱۹ برابر جرم مشتری می‌رسد و نسبتا جوان به حساب می‌آید. اتمسفر آن نیز به رنگ قرمز است. دانشمندان اولین بار در سال ۲۰۱۵ متوجه این کوتوله قهوه ای شده بودند و در آن زمان فکر می‌کردند که رنگ قرمز اتمسفر به ابرهای کوتوله مربوط باشد.

به همین خاطر تیم مربوطه طیف مادون قرمز دریافتی را بررسی کرد تا به ترکیب کوتوله قهوه ای پی ببرد. عناصر مختلف نور را جذب و سپس با طول موج دیگری منتشر می‌کنند؛ بنابراین از این روش می‌توان برای شناسایی آنها استفاده کرد. در واقع دانشمندان در طیف دریافتی به دنبال بخش‌های تاریک‌تر یا روشن‌تر می‌گردند.

ترکیب اتمسفر VHS 1256-1257 b نیز شباهت زیادی به دیگر کوتوله های قهوه ای بررسی شده داشت، اما با این تفاوت که طول موج‌ها خیلی واضح‌تر بودند. بر اساس مقایسه با طیف‌ کوتوله های قهوه ای، شفافیت مولکولی و مدل‌های اتمسفری مشخص شد که در بخش‌هایی از طیف دریافت شده از تلسکوپ جیمز وب آب، متان، کربن مونوکسید، کربن دی اکسید، سدیم و پتاسیم وجود دارند.

آنها همانطور که انتظار داشتند ابرهایی از ذرات سیلیکات را نیز در یک لایه ضخیم ابر پیدا کردند. اندازه دانه‌های تشکیل دهنده این ابرها کمتر از یک میکرون است و گفته می‌شود که احتمالا از موادی همچون الیوین، کوارتز و انستاتیت باشند. یافته جدید تلسکوپ جیمز وب تایید می‌کند که ممکن است کوتوله های قهوه ای توسط ابرهایی از سیلیکات احاطه شده باشند و به همین خاطر روشنایی آنها متغیر جلوه کند.

این موضوع می‌تواند در تفسیر مشاهدات آتی از کوتوله های قهوه ای مفید باشد. تیم تحت هدایت Miles در نهایت تاکید کردند که مشاهدات اولیه جیمز وب فوق‌العاده بوده‌اند و نتایج مربوط به آنها را می‌توان در آینده در سایر کوتوله های قهوه ای نزدیک به ما نیز مشاهده کرد. آنها بر این باورند که تلسکوپ جدید ناسا می‌تواند تا سال‌ها مرزهای دانش بشری در رابطه با اتمسفر اجرام زیرستاره‌ای، کوتوله های قهوه ای و سیاره‌های فراخورشیدی را جابه‌جا کند.

منبع :Science Alert