ستاره‌شناس‌ها ابرهایی از جنس ماسه را در جوّ کوتوله‌ای قهوه‌ای شناسایی کردند
ستاره‌شناس‌ها ابرهایی از جنس ماسه را در جوّ کوتوله‌ای قهوه‌ای شناسایی کردند
رصدهای جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب مستقیماً ثابت می‌کنند که برخی از دنیاهای فرازمینی ابرهایی از سنگ دارند. به‌نقل از تیمی بین‌المللی از ستاره‌شناسان، این تلسکوپ به‌طور‌مستقیم ابرهای سیلیکاتی را در جوّ کوتوله‌ای قهوه‌ای شناسایی کرده است. این اولین‌بار است که تلسکوپی چنین خصوصیتی را در خارج از منظومه‌ی شمسی کشف می‌کند.
به‌‌گفته‌ی پژوهشگران، یافته‌های آنان بهترین طیف شناسایی‌شده تاکنون را برای جرمی سیاره‌ای تشکیل می‌دهند. این کشف نه‌تنها به آنان در درک کوتوله‌های قهوه‌ای یا اصطلاحاً ستاره‌های ناکام کمک می‌کند؛ بلکه می‌تواند توانایی‌های تلسکوپ جیمز وب را هم محک بزند.
مقاله‌ی این پژوهش برای انتشار در مجله‌ی AAS تأیید شده است و نسخه‌ی پیش‌انتشار آن در پایگاه arXiv قرار دارد. تلسکوپ جیمز وب تاکنون تصویری مستقیم از سیاره‌ای فراخورشیدی را ثبت کرده؛ اما عکس‌برداری از کوتوله قهوه‌ای تجربه‌ای متفاوت است.
کوتوله‌های قهوه‌ای زمانی به‌وجود می‌آیند که جرم ستاره‌ای تازه‌متولد‌شده به حد موردنیاز برای آغاز همجوشی هسته‌ای نمی‌رسد. جرم چنین ستاره‌ای بین سیاره‌های بزرگ و ستاره‌های کوچک قرار دارد. بااین‌حال، جرم کوتوله‌ای قهوه‌ای تقریباً ۱۳٫۶ برابر جرم سیاره مشتری است و می‌تواند گداخت دوتریومی یا هیدروژن سنگین را انجام دهد. در این فرایند، هیدروژن به‌جای یک پروتون با یک پروتون و یک نوترون در هسته واکنش می‌دهد.
تصویرسازی هنرمندانه از کوتوله‌ای قهوه‌ای
فشار همجوشی و دمای دوتریوم کمتر از هیدروژن است؛ بنابراین، کوتوله‌های قهوه‌ای برخلاف سیاره‌های فراخورشیدی گرما و نور از خود منتشر می‌کنند. گرچه گرما و نور آن‌ها از ستاره‌ها کمتر است، می‌توان به روش مستقیم به‌ویژه در طولموجهای فروسرخ با تلسکوپ جیمز وب این اجرام را شناسایی کرد.
گروهی به‌سرپرستی بریتانی مایلز، ستاره‌شناس دانشگاه کالیفرنیا سانتاکروز، در سال ۲۰۱۵ کوتوله‌ای قهوه‌ای به نام VHS 1256-1257 b را در فاصله‌ی ۷۲ سال نوری از زمین رصد کردند. جرم این کوتوله تقریباً ۱۹ برابر جرم سیاره‌ی مشتری و با‌‌‌توجه‌‌‌به جوّ سرخ‌فامش نسبتاً جوان است.
- چرا سیاره مشتری با توجه به اندازه بزرگش ستاره نیست؟
- سیاره‌های مینی‌نپتون در صورت از دست دادن اتمسفر می‌توانند به سیاره‌های ابرزمین تبدیل شوند
دلیل ایجاد رنگ سرخ ابرهای موجود در کوتوله‌های قهوه‌ای جوان هستند. گروهی از پژوهشگران برای ارزیابی ترکیب کوتوله قهوه‌ای طیف فروسرخ آن را بررسی کردند. عناصر مختلف نور را در طولموجهای متفاوتی جذب و منتشر می‌کنند. دانشمندان می‌توانند با بررسی طیف‌ها به عناصر تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها پی ببرند. ترکیب جوّی VHS 1256-1257 b مشابه دیگر کوتوله‌های قهوه‌ای است که در طیف فروسرخ بررسی شدند، با این تفاوت که از آن‌ها واضح‌تر است. پژوهشگران در مقاله‌‌شان می‌نویسند:
آب، متان، کربن‌مونوکسید، کربن‌دی‌اکسید، سدیم و پتاسیم در بخش‌های متعددی از طیف جیمز وب دیده شدند که براساس مقایسه با طیف الگوی کوتوله قهوه‌ای، شفافیت مولکولی و مدل‌های جوّی ارزیابی شدند.
کربن‌مونوکسید واضح‌ترین عنصری است که تاکنون در کوتوله‌ی یادشده رصد شده است. همچنین، پژوهشگران ابرهایی را کشف کردند که طبق فرضیه‌های بلندمدت، از لایه‌های ضخیم سیلیکاتی با اندازه‌ی ذره‌ای زیرمیکرونی تشکیل شده‌اند. این ذرات احتمالاً مواد‌معدنی مثل فورستریت یا انستاتیت یا کوراتز هستند.
به‌نظر می‌رسد نتایج یادشده ثابت کنند که کوتوله‌های قهوه‌ای با ابرهای سیلیکاتی تکه‌ای احاطه شده‌اند که باعث تغییرات درخشش آن‌ها می‌شوند. بدین‌ترتیب، می‌توان رصدهای کوتوله‌های قهوه‌ای را در آینده تحلیل کرد. پژوهشگران درپایان می‌گویند:
نتایج اولیه‌ی رصدهای علمی تلسکوپ جیمز وب پیش‌گام رصدهای آینده و بررسی دیگر کوتوله‌های قهوه‌ای هستند. این رصدها می‌توانند درک فیزیک جوّی همراه‌های سیاره‌ای و کوتوله‌های قهوه‌ای و سیاره‌های فراخورشیدی را دگرگون کنند.
