یکی از اجرام عجیب و کمتر شناخته شده در جهان، کوتولههای قهوهای هستند که کاملا ستاره یا سیاره نیستند. کوتولههای قهوهای، «ستارههای شکستخورده» نامیده میشوند زیرا جرم آنها از جرم سیارات بیشتر است اما برخلاف ستارگان، جرم کافی را برای حفظ همجوشی هستهای در هسته خود ندارند.
پژوهشگران اکنون داغترین کوتوله قهوهای شناختهشده را یافتهاند که حتی از خورشید ما نیز داغتر است و در فاصله ۱۴۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. دمای این جرم که «WD۰۰۳۲-۳۱۷B» نام دارد، به حدود ۸۰۰۰ کلوین(۷۷۲۷ درجه سلسیوس) میرسد زیرا از فاصله بسیار نزدیک به دور ستاره خود میگردد. در مقایسه، دمای سطح خورشید ما تقریبا ۵۷۷۸ کلوین(۵۴۹۸ درجه سلسیوس) است.
این کوتوله قهوهای به دور ستاره «WD۰۰۳۲-۳۱۷» میچرخد که یک کوتوله سفید است. کوتوله سفید، به بقایای داغ و متراکم ستارهای گفته میشود که تمام سوخت خود را سوزانده است.
جرم کوتوله قهوهای WD۰۰۳۲-۳۱۷B تا ۸۸ برابر جرم مشتری است که آن را به یکی از بزرگترین کوتولههای قهوهای شناختهشده و همچنین، داغترین آنها تبدیل میکند. پژوهشگران در مقاله این پروژه نوشتند: این کوتوله قهوهای با جرمی در حدود ۷۵ تا ۸۸ برابر جرم مشتری، یکی از پرجرمترین کوتولههای قهوهای شناخته شده است.
ناسا کوتولههای قهوه ای مرموز را رابط بین ستارههای کوچک و سیارات غولپیکر توصیف میکند. کوتولههای قهوهای مانند ستارگان با انقباض گازی شکل میگیرند که تحت نیروی گرانش در یک هسته متراکم فرو میریزد. این با روند شکلگیری سیارات متفاوت است که از تجمع بقایای به جا مانده از تولدهای ستارهای تشکیل میشوند.
کوتولههای قهوهای بزرگتر از آن هستند که سیاره باشند اما آنها را «شبه سیاره» توصیف میکنند زیرا اتمسفر بیرونی پیچیدهای مانند اتمسفر بیرونی سیاره دارند؛ از جمله اینکه ابرها و مولکولهایی مانند H۲O را شامل میشوند.
گمان میرود کوتولههای قهوهای که یا به دور یک ستاره میچرخند یا به صورت مجزا سفر میکنند، در اوایل شکلگیری از منظومه ستارهای خود به بیرون پرتاب شدهاند.
کوتوله قهوهای WD۰۰۳۲-۳۱۷B یک نمونه ویژه است که فقط ۲.۳ ساعت طول میکشد تا یک بار به دور ستاره خود بچرخد زیرا به آن بسیار نزدیک است و به همین دلیل تا ۸۰۰۰ کلوین داغ میشود. ستاره WD۰۰۳۲-۳۱۷ حتی داغتر است. اگرچه فقط ۴۰ درصد جرم خورشید ما را دارد اما دمای آن تقریبا ۳۷ هزار کلوین است.
این ستاره اولین بار در اوایل سال ۲۰۰۰ توسط یک گروه پژوهشی مشاهده شد که دادههای «تلسکوپ بسیار بزرگ»(VLT) متعلق به «رصدخانه جنوبی اروپا»(ESO) را مطالعه میکردند. در آن زمان، پژوهشگران متوجه شده بودند که جرمی روی ستاره کشیده میشود و این نشان میدهد که ستاره یک همراه دارد. این همان چیزی است که در برخی از منظومههای شمسی دیده میشود.
پژوهشگران اکنون با به دست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد جرم، دوره مداری و دادههای تلسکوپی متوجه شدهاند که این جرم یک کوتوله قهوهای است، نه یک ستاره همراه.
همچنین، آنها دریافتند که این جرم از نظر جزر و مدی قفل است؛ به این معنی که یک سمت آن(سمت روز) همیشه رو به ستاره خود است. این در حالی است که سمت سردتر آن(سمت شب) برای همیشه به سمت فضا میچرخد. در یک طرف کوتوله قهوهای، دمای گرم تقریبا ۷۲۵۰ تا ۹۸۰۰ کلوین و در طرف دیگر، دمای سردتر تقریبا ۱۳۰۰ تا ۳۰۰۰ کلوین وجود دارد. دما در سمت گرم تقریبا ۵۱۰۰ کلوین بالاتر از هر سیاره غولپیکر شناخته شده دیگری است. این باعث میشود WD۰۰۳۲-۳۱۷B داغترین کوتوله قهوهای شناخته شده و داغتر از هر سیاره شناخته شده دیگری باشد.
سیاراتی که به دور ستارگان داغ میچرخند، تشعشعات فرابنفش شدیدی را تجربه میکنند که میتواند به تبخیر شدن جو و از دست دادن مولکولها منجر شود. این پدیده، به «تفکیک حرارتی» معروف است.
تنها یک سیاره غولپیکر فوق داغ شناخته شده موسوم به «KELT-۹b» وجود دارد که تابش فرابنفش کافی را برای تفکیک مولکولی دریافت میکند. دمای سمت روز KELT-۹b حدود ۴۶۰۰ کلوین است که به دمای سمت روز کوتوله قهوهای جدید نزدیک نیست.
پژوهشگران باور دارند که WD۰۰۳۲-۳۱۷B و ستارهاش میتوانند اطلاعاتی را در مورد این که ستارگان داغ چگونه باعث تبخیر اجرام همراه میشوند، ارائه دهند.
۵۸۵۸
