ستاره‌شناسان کوتوله قهوه‌ای باستانی را با رسوبات لیتیوم دست نخورده کشف کردند!!

تیم اسپانیایی-مکزیکی دریافته‌اند که مرز بین اجرامی که لیتیوم را از بین می‌برند و آن‌هایی که آن را حفظ می‌کنند، 51.5 برابر جرم مشتری است. کوتوله قهوه‌ای Reid 1B یک انبار اصلی لیتیوم است که هرگز از بین نمی‌رود. سیاراتی مانند مشتری و زمین حتی جرم کمتری دارند و لیتیوم خود را از بین نمی‌برند. خورشید تمام لیتیوم هسته خود را از بین برده و مقداری را در لایه‌های بالایی آن حفظ کرده است که به آرامی با درونش مخلوط می‌شوند. اعتبار: گابریل پرز دیاز، SMM (IAC)

کوتوله‌های قهوه‌ای که با نام‌های «کوتوله‌های قهوه‌ای‌رنگ» یا «ستاره‌های شکست‌خورده» نیز شناخته می‌شوند، پیوند طبیعی بین ستاره‌ها و سیارات هستند. جرم آنها از مشتری بیشتر است. این اجرام زیر ستاره‌ای تا زمانی که رصدگران آنها را در اواسط دهه 1990 شناسایی نکردند، مشاهده نشدند. آنها به ویژه جالب هستند زیرا پیش‌بینی می‌شد که برخی از آنها می‌توانند محتوای لیتیوم خود را که گاهی اوقات به دلیل نادر بودن و ارتباط آن به عنوان “نفت سفید” شناخته می‌شود، دست نخورده حفظ کنند.

در بیست سال گذشته، اخترشناسان حرکات مداری دوتایی‌های تشکیل‌شده توسط کوتوله‌های قهوه‌ای در همسایگی خورشیدی را شناسایی و دنبال کرده‌اند. در برخی از این سیستم‌ها، جزء اولیه دارای جرم کافی برای سوزاندن لیتیوم است، در حالی که جزء ثانویه ممکن است این جرم را نداشته باشد. با این حال تا کنون مدل‌های نظری مورد آزمایش قرار نگرفته بودند.

دانشمندان مشاهدات طیف‌سنجی با حساسیت بالا را بین فوریه و آگوست سال جاری از دو دوتایی انجام دادند که اجزای آنها کوتوله‌های قهوه‌ای هستند.

آن‌ها لیتیوم را در سه مورد از آن‌ها شناسایی نکردند، اما آن را در Reid 1B، ضعیف‌ترین و جالب‌ترین مورد از چهار مورد دیگر یافتند. با انجام این کار، آنها به کشف قابل توجهی دست یافتند، ذخیره‌ای از لیتیوم کیهانی که از بین نمی‌رود که منشأ آن به قبل از شکل‌گیری سیستمی بازمی‌گردد که Reid 1B به آن تعلق دارد که در واقع خنک‌ترین و کم‌نورترین جرم فراخورشیدی است که لیتیوم در آن یافت شده است (به مقدار 13 هزار برابر بیشتر از مقدار موجود در زمین). این جرم که 1.100 میلیون سال سن دارد و جرم دینامیکی آن 41 برابر بزرگتر از مشتری (بزرگترین سیاره منظومه شمسی) است، 16.9 سال نوری از ما فاصله دارد.

اعتبار: Instituto de Astrofísica de Canarias

صندوقی از گنج پنهان

مشاهدات لیتیوم در کوتوله‌های قهوه‌ای به ما امکان می‌دهد تا براساس واکنش‌های هسته‌ای، جرم آنها را با درجه‌ای از دقت تخمین بزنیم. توده‌های گرما هسته‌ای که از این طریق یافت می‌شوند باید با جرم‌های دینامیکی یافت شده، با عدم قطعیت کمتر، از تحلیل مداری سازگار باشند. با این حال، محققان دریافته‌اند که لیتیوم تا یک جرم دینامیکی حفظ می‌شود که 10 درصد کمتر از آن چیزی است که توسط جدیدترین مدل‌های نظری پیش‌بینی شده است. به نظر می‌رسد این اختلاف قابل توجه است و نشان می‌دهد که چیزی در رفتار کوتوله‌های قهوه ای وجود دارد که ما هنوز آن را درک نمی‌کنیم.

ادواردو لورنزو مارتین گوئررو د اسکالانته، پروفسور پژوهشی شورای عالی تحقیقات علمی (CSIC) در IAC که اولین نویسنده مقاله است، می‌گوید: «ما به مدت سه دهه دنباله لیتیوم در کوتوله‌های قهوه‌ای را بررسی کرده‌ایم. در نهایت توانسته‌ایم مرز جرمی بین حفظ و تخریب آن را تعیین کنیم و آن را با پیش‌بینی‌های نظری مقایسه کنیم.” این محقق می‌افزاید که “هزاران میلیون کوتوله قهوه‌ای در کهکشان راه شیری وجود دارد. لیتیوم موجود در کوتوله‌های قهوه ای بزرگترین ذخیره شناخته شده این عنصر ارزشمند در همسایگی کیهانی ما است.”

کارلوس دل بورگو دیاز، یکی از نویسندگان مقاله، محققی در INAOE، یک مرکز تحقیقات عمومی CONACYT مکزیکی، توضیح می‌دهد که “اگرچه لیتیوم اولیه 13.800 میلیون سال پیش، همراه با هیدروژن و هلیوم واکنش‌های هسته‌ای در گلوله آتشین اولیه بیگ بنگ تشکیل شد، اکنون چهار برابر بیشتر لیتیوم در کیهان وجود دارد.” به گفته این محقق «اگرچه این عنصر قابلیت نابودی دارد، اما در رویدادهای انفجاری مانند نواخترها و ابرنواخترها نیز ایجاد می‌شود تا کوتوله‌های قهوه‌ای مانند Reid 1B بتوانند آن را بپیچند و طوری محافظت کنند که گویی در صندوقچه‌ای از گنج پنهان است. “

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers discover ancient brown dwarf with lithium deposits intact

by Instituto de Astrofísica de Canarias NOVEMBER 24, 2021

https://phys.org/news/2021-11-astronomers-ancient-brown-dwarf-lithium.html