ویژگی‌های سطحی کوتوله قهوه‌ای به تصویر کشیده شده، شباهت زیادی به مشتری دارد!!

 ویژگیهای سطحی کوتوله‌های قهوه‌ای – اجرامی که در وسط جرم بین سیارات و ستاره‌ها قرار دارند – دیده نمی‌شوند. اما محققان راهی پیدا کرده‌اند که می‌توان نوارهای شبه مشتری را در جو نزدیکترین کوتوله قهوه‌ای، Luhman 16B نشان داد.

اخیراً، یک تصویر مستقیم و جالب جدید از یک کوتوله قهوه‌ای، یک جسم در وسط جرم بین یک سیاره و یک ستاره گرفته شده است. اما این تصویر ویژگی‌های سطح کوتوله قهوه‌ای را نشان نمی‌دهد. هیچ تصویری وجود ندارد. این اشیا خیلی دور و خیلی کم نور هم هستند تا بتوانند خود را آشکار کنند. اکنون، محققان ویژگی‌های سطحی یک کوتوله قهوه‌ای را نشان داده‌اند. مطالعه جدید نشانگر نوارهای موجود در جو Luhman 16B – یکی از دو جسم موجود در سیستم کوتوله قهوه‌ای دوتایی Luhman 16 – نزدیکترین کوتوله‌های قهوه‌ای شناخته شده به زمین است که تنها 6.5 سال نوری فاصله دارد. دانشمندان گفتند که روش جدید آنها برای کشف نوارهای موجود در Luhman 16B نیز روزی در نقشه‌برداری از ویژگی‌های سطح سیارات مشابه زمین در منظومه‌های شمسی دور مفید خواهد بود. حالا چیزی برای دیدن خواهد بود! در منظومه شمسی ما، سیارات غول‌پیکر گازی مشتری و زحل هم نوارها و هم باندهایی دارند. دانشمندان تعجب کرده بودند که آیا کوتوله‌های قهوه‌ای  نیز چنین نوارهایی دارند؟ یا فضای آنها آشفته‌تر به نظر می‌رسد؟ براساس مطالعه Luhman 16B، آنها معتقدند که حداقل بعضی از کوتوله‌های قهوه‌ای دارای جو هستند.

نتایج، نمای جدیدی از این جهان‌های مرموز را ارائه می‌دهد که بسیار عظیم هستند و نمی‌توانند سیاره در نظر گرفته شوند، اما آنقدر عظیم نیستند که بتوانند سوخت هسته‌ای خود را فعال کنند و تبدیل به ستاره شوند. و گرچه به نظر می‌رسد کوتوله‌های قهوه ای ممکن است شباهت زیادی به سیارات غول‌پیکر گازی داشته باشند، اما حداقل در بعضی موارد، آنها هنوز هم سیاره نیستند. آنها اجسام کیهانی منحصر به فرد هستند.

تصویری از سیستم دوتایی کوتوله قهوه‌ای Luhman 16، نزدیکترین کوتوله‌های قهوه‌ای شناخته شده به زمین با فاصله بیش از 6 سال نوری. این سیستم، سومین سیستم شناخته شده نزدیک به خورشید ما است (بعد از سیستم آلفا قنطورس و ستاره بارنارد).

تصویر از  NASA Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE).

 

آپای و همکارانش تشخیص دادند که Luhman 16B شباهت زیادی به مشتری دارد. بادهای پرسرعت موازی با خط استوا جریان دارند، دقیقاً مانند الگوهای بادی روی غول گازی. این بادها به مخلوط شدن جو و توزیع مجدد گرمای ناشی از اعماق به پایین کمک می‌کنند. محققان همچنین دریافتند که طوفانهایی از نوع گرداب همانند آنچه در مشتری مشاهده می‌کنیم در قطبهای کوتوله قهوه‌ای وجود دارد. در حالی که دانشمندان دقیقاً نمی‌دانستند جو کوتوله‌های قهوه‌ای چگونه است، در بیشتر موارد، برخی از مدل‌های رایانه‌ای ظاهری کاملاً مشابه آنچه در Luhman 16B مشاهده شده را پیش‌بینی کرده بودند. آپایی گفت: الگوهای باد و گردش جوی در مقیاس بزرگ اغلب تأثیرات عمیقی بر جو سیاره‌ای دارند، آب و هوای زمین و مشتری و اکنون می‌دانیم که چنین جتهای جوی بزرگ در مقیاس بزرگ نیز در جو کوتوله قهوه‌ای شکل می‌گیرند.

 

دانستن چگونگی وزش باد و توزیع مجدد گرما در یکی از بهترین مطالعه‌ها و نزدیکترین کوتوله‌های قهوه‌ای به ما کمک می‌کند تا شرایط آب و هوایی، درجه حرارت شدید و تکامل کوتوله‌های قهوه‌ای را درک کنیم.  یک چرخش رنگارنگ که با الگوهای چرخشی احاطه شده است.

 

این بخشی از جو مشتری است. مشتری – بزرگترین سیاره در منظومه شمسی ما – تحت سلطه بادهای جهانی است و به آن ظاهری نواری‌شکل می‌بخشد. اما مشتری گرداب‌های محلی، طوفان‌های گسترده‌ای را نیز در قطب‌های خود دارد. مدت‌هاست که محققان می‌خواستند بدانند کوتوله‌های قهوه‌ای – اجسامی که در میانه راه بین مشتری و یک ستاره قرار دارند – مانند مشتری، دارای جو نواری هستند؟ یا اینکه کوتوله‌های قهوه‌ای با جو آشفته بیشتر شبیه خورشید ما هستند؟ تصویر زیر را ببینید.

به نظر می‌رسد مانند مشتری، جو Luhman 16B تحت‌تأثیر بادهای جهانی قرار دارد. به عبارت دیگر، این کوتوله قهوه‌ای مانند مشتری نوارهایی در جو خود دارد. این تصویر از ویدیوی بالا گرفته شده است. برای دیدن تمام جزئیات شگفت‌انگیز جو Luhman 16B که از طریق تجزیه و تحلیل داده‌ها توسط دانشمندان دانشگاه آریزونا بدست آمده است، ویدئوی بالا را مشاهده کنید.

 

سطح کوتوله قهوه‌ای را نمی‌توان مستقیم دید. آنها خیلی کم نور و بسیار دور هستند تا بتوان به این روش آنها را دید. بنابراین چگونه آپایی و تیمش فهمیدند Luhman 16B به چه شکلی است؟

آنها برای اندازه‌گیری از الگوریتم‌های تازه توسعه یافته‌ای که برای ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی تس ناسا طراحی شده استفاده کردند دو کوتوله قهوه‌ای شناخته شده نزدیک، Luhman 16A  وLuhman 16B ، که فقط 6.5 سال نوری از زمین فاصله دارند و هر دو تقریباً به اندازه مشتری هستند،. (بسیار پرجرمتر از مشتری) Luhman 16A تقریباً 34 برابر جرم مشتری است و Luhman 16B حدود 28 برابر جرم مشتری دارد.. Luhman 16B همچنین در حدود 1500 درجه فارنهایت (830 درجه سانتیگراد) گرمتر از خورشید ما است (اما هنوز آنقدر گرم نیست که بتواند یک ستاره باشد). همانطور که آپای توضیح داد:

 

تلسکوپ فضایی تس اگرچه برای شکار سیارات فراخورشیدی طراحی شده است، اما این تلسکوپ مجموعه داده فوق‌العاده غنی و هیجان‌انگیز را در نزدیکترین کوتوله قهوه‌ای به ما ارائه می‌دهد. با الگوریتم‌های پیشرفته ساخته شده توسط اعضای تیم ما، ما توانستیم اندازه‌گیری‌های دقیق تغییرات روشنایی را با چرخش دو کوتوله قهوه‌ای بدست آوریم.

دانیل آپای، دانشیار نجوم و علوم سیاره‌ای در دانشگاه آریزونا که رهبری این مطالعه جدید را برعهده داشت. تصویر از دانشگاه آریزونا.

 

حتی اگر تس یا هر تلسکوپ موجود دیگر نتواند کوتوله‌‌های قهوه‌ای را با جزئیات ببیند، روشنایی کوتوله‌های قهوه‌ای را می‌توان اندازه‌گیری کرد که سرنخی از شکل ظاهری آنها فراهم می‌کند. آپایی گفت:

 

هیچ تلسکوپی به اندازه کافی بزرگ نیست که بتواند تصاویر دقیق از سیارات یا کوتوله‌های قهوه‌ای را ارائه دهد. اما با اندازه‌گیری چگونگی تغییر روشنایی این اجرام چرخان در طول زمان، می توان نقشه‌های خام از جو آنها ایجاد کرد، تکنیکی که در آینده می‌تواند برای نقشه‌برداری از سیارات زمین مانند در سایر منظومه‌های شمسی نیز مورد استفاده قرار گیرد که در غیر این صورت دیدن سخت باشد.

 

و این هیجان‌انگیز است، نه؟

 

در موردLuhman 16B ، محققان توانستند داده‌ها را از چرخش‌های متعدد کوتوله قهوه‌ای جمع‌آوری کنند. این مسئله و همچنین این واقعیت که نور روز مانع تس نمی‌شود، به دانشمندان اجازه داد تا دقیق‌ترین منظره از جو کوتوله قهوه‌ای تا به امروز را به دست آورند.

 

این یک نگاه مقدماتی، اما جذاب به این اشیا عجیب و غریب است. به گفته آپای، این روش جدید به منجمان امکان می‌دهد تا اتمسفر سایر کوتوله‌های قهوه‌ای و همچنین سیارات فراخورشیدی غولی گاز را با جزئیات بیشتری مشاهده کنند: مطالعه ما الگویی را برای مطالعات آینده در مورد اشیا مشابه در مورد چگونگی کاوش – و حتی نقشه‌برداری – از جو کوتوله‌های قهوه ای و سیارات فراخورشیدی غول‌پیکر و بدون نیاز به تلسکوپهای قدرتمند برای حل آنها از نظر بصری فراهم می‌کند.

 

کوتوله‌های قهوه‌ای اجرام منحصر به فردی با جرم زیاد هستند که نمی‌توان آنها را سیاره در نظر گرفت، اما آنقدر پرجرم نیستند که ستاره شوند. اندازه اکثر آنها به اندازه مشتری است، اما بسیار پرجرمتر هستند. تصویر از  NASA/ JPL-Caltech/ UCB/ Institute for Research on Exoplanets.

 

توانایی “دیدن” این دنیاها از این طریق به منجمان کمک می‌کند تا درک بهتری از نحوه شکل‌گیری و تکامل کوتوله‌های قهوه‌ای و سیارات فراخورشیدی گازی داشته باشند. این داده‌ها همچنین نشان می‌دهد که این اشیا چه شباهتها و تفاوتهایی دارند. همانطور که در مورد Luhman 16B  مشاهده کردیم، ممکن است در اتمسفر بیرونی آنها کاملاً شبیه به هم باشند، اما در اعماق آن چطور؟ آیا ترکیبات آنها مشابه است یا به طور قابل توجهی متفاوت است؟ در ماه می سال 2020، اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی دریافتند که Luhman 16B ، همدمLuhman 16B ، همچنین دارای یک اتمسفر باندی شکل، اگرچه با نوارهای کم عرض اما گسترده‌تر است. در آن زمان تصور می‌شد که Luhman 16B دارای ابرهای کوچک است، اما اکنون مطالعه جدید نشان می‌دهد که باند نیز وجود دارد و به احتمال زیاد باندهای بیشتری نسبت به Luhman 16A دارد و حتی بیشتر از مشتری به مشتری شباهت دارد.

 

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:                                                                                                                                                                                                          

Striped brown dwarf looks a lot like Jupiter

Posted by Paul Scott Anderson in SPACE | January 18, 2021

https://earthsky.org/space/brown-dwarf-luhman-16b-jupiter-like-stripes

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *