حقوق الصورة: UofM
جمع باحثون من جامعة ميشيغان أدلة على أن النجوم القزمة البنية لها حياة مشابهة جدًا للمراحل المبكرة التي مرت بها شمسنا عندما تشكلت لأول مرة. ووجدوا أن معظم الأقزام البنية لديها أقراص في عمر مليون سنة ، وهي تشبه إلى حد كبير النجوم الصغيرة في نفس العمر. أظهرت ملاحظات أخرى أنها تراكم مواد من القرص بنفس الطريقة التي تفعل بها النجوم أيضًا.
في الأوساط الكونية ، تعتبر الأقزام البنية شيئًا من التقليب. أكبر من أن يتم اعتبارها كواكب حقيقية ، ولكنها ليست ضخمة بما يكفي لتكون نجومًا ، هذه الأجرام السماوية العائمة الحرة ، في الواقع ، يشار إليها أحيانًا باسم النجوم الفاشلة. لكن هل تتشكل بالفعل كما تفعل النجوم؟ من انهيار سحب الغاز؟ أم أن أصولها مختلفة تمامًا؟ تقدم سلسلة من المنشورات التي قام بها عالم الفلك بجامعة ميشيغان راي جاياواردانا والمتعاونون ، بما في ذلك ورقة في عدد 16 يناير من مجلة العلوم ، دليلاً على أن الأقزام البنية والنجوم الشبيهة بالشمس تولد بنفس الطريقة تقريبًا. قال جاياواردانا ، الأستاذ المساعد في علم الفلك: "لديهم على الأقل أنواع متشابهة للغاية ، مما قد يعني أن لديهم أيضًا أصولًا متشابهة جدًا".
تتشكل النجوم في سحب باردة من الغاز والغبار في الفضاء النجمي. تتكتل الكتل الكثيفة داخل هذه السحب تحت جاذبيتها ، وتدور في العملية وتجمع المواد من المناطق المحيطة إلى قرص. في النهاية ، إذا تراكمت كتلة بروتوستار متزايدة ، يصبح قلبها ساخنًا وكثيفًا بما يكفي لحدوث الاندماج النووي ، ويبدأ النجم الجديد في التألق. اقترح بعض العلماء أن الأقزام البنية تتشكل بالطريقة نفسها ولكن ببساطة لا تتراكم كتلة كافية لإشعال اندماج الهيدروجين ، وتظهر الحسابات أنه من الممكن نظريًا على الأقل أن تولد الأجسام ذات الكتل المنخفضة مثل تلك الأقزام البنية بهذه الطريقة.
لكن علماء آخرين اقترحوا أن الأقزام البنية عبارة عن بقايا طرد من القمامة النجمية. في هذا السيناريو ، تولد الأقزام البنية في أنظمة نجوم متعددة وتتنافس مع أشقائها على المادة من سحابة الولادة. وتشير محاكاة الكمبيوتر إلى أنه في مثل هذه الأنظمة ، يمكن إخراج الجسم الأبطأ نموًا قبل أن يجمع ما يكفي من المواد لتصبح نجمًا.
إحدى الطرق للتمييز بين الاحتمالين هي دراسة أقراص الغبار والغاز حول الأقزام البنية الشابة. إذا كانت الأقزام البنية تتشكل مثل النجوم ، فيجب أن يكون لديها أقراص تراكم طويلة الأمد مثل تلك الموجودة حول النجوم الصغيرة. ولكن إذا تم طردهم من أنظمة النجوم المتعددة ، فيجب حلق أقراصهم عن طريق تفاعلات الجاذبية التي تؤدي إلى القذف.
بحث Jayawardhana وزملاؤه عن الأقراص المتربة حول الأقزام البنية الصغيرة من خلال مراقبة انبعاثها بالأشعة تحت الحمراء باستخدام التلسكوب الكبير جدًا (VLT) للمرصد الجنوبي الأوروبي في تشيلي والمقراب 10 أمتار Keck I في هاواي. نظرًا لأن جزيئات الغبار في القرص تمتص الضوء وتعيد إشعاع الطاقة بأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء ، فإن قزمًا بنيًا به قرص سيبعث المزيد من ضوء الأشعة تحت الحمراء من واحد بدون قرص.
قال جاياواردانا: "وجدنا أن غالبية الأقزام البنية محاطة بأقراص متربة في عمر مليون سنة أو نحو ذلك". "هذا مشابه لنجوم الشباب في نفس العمر." على الرغم من أنه ليس من الممكن تحديد أحجام الأقراص بشكل مباشر ، إلا أن وجودها حول بعض الأقزام البنية التي يرجع تاريخها إلى 10 مليون سنة يشير إلى أنها لا يتم التخلص منها في وقت مبكر من الحياة.
أظهرت الملاحظات الطيفية الأخرى ، باستخدام تلسكوبات ماجلان المزدوجة 6.5 متر في تشيلي (التي تعد فيها جامعة ميشيغان مؤسسة شريكة) وتلسكوب Keck I ، أن الأقزام البنية تتراكم أيضًا المواد من الأقراص المحيطة بنفس الطريقة التي تفعل بها النجوم؟ بوتيرة أبطأ. قال جاياواردانا: "اكتشفنا علامات منبهة لتدفق الغاز من الحافة الداخلية للقرص إلى القزم البني بسرعات تزيد عن مائة كيلومتر في الثانية". في إحدى الحالات المثيرة للفضول ، يمتلك الفلكيون أيضًا أدلة واضحة على أن المواد تنبثق من أعمدة قزم بني. وقد شوهدت هذه الطائرات في النجوم الصغيرة من نفس العمر ، ولكن ليس حتى الآن في الأقزام البنية. قال Jayawardhana ، الذي من بين المتعاونين معه: Subhanjoy Mohanty (مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية) ، Gibor Basri (جامعة كاليفورنيا): "إذا تم تأكيد ذلك ، فإن وجود الطائرات سيعزز بشكل أكبر حالة الطفرات المتشابهة بشكل ملحوظ للأقزام البنية والنجوم الشبيهة بالشمس". ، Berkeley) ، David Barrado y Navascues (مختبر الفيزياء الفلكية والفيزياء الأساسية في مدريد ، إسبانيا) ، David Ardila (جامعة جونز هوبكنز) ، Beate Stelzer (المرصد الفلكي في باليرمو في إيطاليا) ، و Karl Haisch ، Jr. و Diane Paulson (كلاهما في جامعة ميشيغان).
قال جاياواردهانا: "لن أقول أن القصة موقعة ومختومة وتسليمها ، لكن كثرة الأدلة تميل إلى حد كبير في اتجاه تشكل هذه الأشياء بنفس طريقة تكوين النجوم". والأدلة التي تم الكشف عنها حتى الآن تؤدي إلى المزيد من الآفاق المحيرة. وقال "الآن بعد أن علمنا أن العديد من الأقزام البنية الصغيرة محاطة بأقراص ، لا يسعني إلا أن أتساءل عما إذا كانت المذنبات والكويكبات؟ إن لم تكن كواكب صغيرة؟ يمكن أن تتشكل في هذه الأقراص".
تم دعم هذا البحث في المقام الأول بمنحة من مؤسسة العلوم الوطنية.
المصدر الأصلي: نشرة أخبار جامعة ميشيغان
