شفق قطبی در اطراف کوتوله قهوهای بیستاره کشف شد!!
ستارهشناسان در اطراف مجموعهای از کوتولههای قهوهای، شفق قطبی کشف کردهاند – از جمله یکی از آنها کهکشانی را همراه خود جابجا میکند ـ که نشان میدهد میدان مغناطیسی فوقالعاده قوی در این ستارههای شکست خورده وجود دارد (از آنجایی که کوتولههای قهوهای هرگز در ذات خود همجوشی هستهای ندارند، دانشمندان گاهی به آنها به عنوان «ستارههای شکست خورده» اشاره میکنند.).
لازم به ذکر است که سیاره بیستاره به تودههای سیارهای گفته میشود که مستقیماً بر گرد مرکز کهکشانها میگردند و مداری حول ستاره مشخصی ندارند. این سیارهها هنگام شکلگیری سامانههای سیارهای از این سامانهها به بیرون پرتاب شدهاند، یا اینکه هرگز بستگی گرانشی به هیچ ستاره یا کوتوله قهوهای پیدا نکردهاند. تنها در کهکشان راه شیری ممکن است میلیاردها سیاره بیستاره وجود داشته باشد.
برآورد شدهاست که تعداد سیارههای سرگردان در کهکشان راه شیری باید از ۲ برابر تا صد هزار برابر تعداد ستارههای موجود در این کهکشان باشد. به سیارههای بیستاره نامهای دیگری نیز دادهاند نظیر: سیاره سرگردان، سیاره یاغی، سیاره کوچگرد، سیاره یتیم، سیاره آزادگرد، سیاره بیخورشید و سیاره میانستارهای.
تصویر هنری از SIMP J01365663 + 0933473، یک شی با 12.7 برابر جرم مشتری، اما میدان مغناطیسی 200 برابر قدرتمندتر از مشتری میباشد. این شی در فاصله 20 سال نوری از زمین قرار گرفته است. عکس از: Caltech / Chuck Carter / NRAO / AUI / NSF
وجود میدانهای مغناطیسی در فضا رایج میباشد، اما منشا آنها به وضوح درک نشده است. در ستاره ها، آنها لکهها و شرارهها را تولید میکنند؛ در سیارهها، میتوانند شفقهای شگفتانگیزی ایجاد کنند. در حال حاضر تیمی از اخترشناسان میدان مغناطیسی شگفتانگیزی را در کوتولههای قهوهای چندگانه شناسایی کردهاند. ستارگان شکستخوردهای که برای سیاره شدن بسیار بزرگ هستند اما برای همجوشی هیدروژن در هستههایشان بسیار کوچک هستند. این تحقیقات یک سورپرایز بزرگ به همراه خود داشت: فعالیت ناگهانی شفق قطبی در یک “سیاره سرکش” که به تنهایی در کیهان سرگردان میباشد.
Melodie Kao (دانشگاه ایالتی آریزونا) و همکارانش با استفاده از آرایه بسیار بزرگ بنیاد ملی علوم Karl G. Jansky Array فرکانس رادیویی با فرکانس بالا از چهار کوتوله قهوهای نزدیک، با جرمهایی بین 12 و 30 برابر جرم مشتری تشخیص دادند. میدان مغناطیسی آنها صدها تا هزاران بار قویتر از آنهایی است که در اطراف خورشید قرار دارند و قدرت درخشش رادیویی آنها، شبیه به شفقهای شمالی بر روی زمین است. نتایج به دست آمده در مجله Astrophysical Journal Supplement (preprint منتشر شده است.
در میان کوتوله های قهوه ای مورد مطالعه SIMP0136، یک جسم با جرم کمی کمتر از 13 برابر جرم مشتری – درست زیر خط تقسیمی است که سیارات را از کوتولههای قهوهای جدا میکند. این سیاره در فضای بین ستارهای در فاصله 20 سال نوری قرار دارد (یک سیاره سرکش).
روی زمین، نور خیره کنندهای در اطراف قطب شمال و جنوب ظاهر می شود، جایی که بوسیله ذرات گسیل شده از خورشید در امتداد میدان مغناطیسی زمین و سقوط در اتمسفر بالا بوجود می آیند. یک مکانیزم مشابه در مشتری نیز همین عمل را انجام میدهد. اما برخلاف زمين و مشتري، SIMP0136 خودش به تنهايي بوجود دارد يا از يک منظومه خورشيدي خارجی بوجود میآید. در هر صورت، ستاره والدی ندارد، بنابراین از طریق تعامل با باد ستارهای نمیتواند این شفق بوجود آید.
شاید این سیاره یک ماه برای خودش داشته باشد – اما خیلی زود است که به این نتیجه برسیم. مشاهدات بیشتری برای تایید مبدأ انتشار رادیویی لازم است.
هیولای مغناطیسی
شدت انتشار امواج رادیوی از SIMP0136 یک میدان مغناطیسی 200 برابر قویتر از مشتری دارد. گرگ هالینان (Caltech) میگوید: چنین میدان مغناطیسی قویای “چالشهای بزرگی را در درک ما از مکانیسم دینامیکی که میدان مغناطیسی در کوتولههای قهوهای و سیارات فراخورشیدی ایجاد میکند، بوجود میآورد.”
دینامی که میدان مغناطیسی زمین را تولید میکند، در هسته بیرونی قرار دارد، در حالی که آهن مایع در اطراف آن میچرخد. یک فرآیند مشابه در داخل مشتری همین کار را میکند؛ فشار و دمای زیاد در نزدیکی هسته آن باعث میشود هیدروژن به مانند یک فلز مایع رفتار کند. در خورشید، حرکت نسبی پلاسما در هسته داخلی و لایههای بیرونی آن است که بیشترین میدان مغناطیسی را تولید میکند. اما دانشمندان هنوز به طور کامل نمیدانند که میدان مغناطیسی قوی کوتولههای قهوهای را تولید میکند.
انتشارات رادیویی راه ما را برای مطالعه راه دور این فرایندها فراهم میکنند: چه زمانی ذرات شارژ میدان مغناطیسی در ستارگان، کوتولههای قهوهای و سیارات تغییر میکنند، آنها موج رادیویی را منتشر میکنند. با این حال، زمانی که کائو و تیم او از نزدیک SIMP0136 و برادران قهوهای آن را بررسی کردند، آنها پی بردند که آنها نمیتوانند به آسانی از میدان مغناطیسی اندازهگیری شده از طریق انتشار رادیویی به چیزهایی مانند جرم جسم، دما، دوره گردش یا سن، دست پیدا کنند. این بدان معنی است که تولید میدانهای مغناطیسی قوی در این اجسام احتمالا بسیار متفاوت از مکانیسمهایی است که در خورشید یا زمین ایجاد میشوند.
مطالعه بر روی انتشارات رادیویی کوتولههای قهوهای همچنین در مورد رفتار سیارات غولپیکر گازی که خواص مشابهی دارند، نیز میتواند خیلی چیزها را روشن کند. نه تنها این مشاهدات راه جدیدی برای شناسایی سیارات سرکش فراهم میکند، بلکه درک ما از سیارههای غول پیکر در اطراف ستارگان دیگر را نیز بیشتر خواهد کرد.
منبع: https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/auroras-discovered-rogue-brown-dwarf/