کوتوله قهوه‌ای چیست؟ راهنمای جامع آشنایی با ستارگان ناکام

در کیهان، اجرامی وجود دارند که در هیچ‌یک از دسته‌بندی‌های آشنای ما به‌سادگی جا نمی‌گیرند. نه آن‌قدر پرجرم‌اند که مانند ستاره‌ها در هسته خود همجوشی پایدار هیدروژن را آغاز کنند و نه آن‌قدر کم‌جرم‌اند که بتوان آن‌ها را به‌سادگی سیاره نامید. این اجرام مرموز، «کوتوله قهوه‌ای» نام دارند که در مرز میان ستاره‌ها و سیاره‌ها قرار گرفته‌اند و درطول چند دهه گذشته به یکی از جذاب‌ترین موضوعات برای مطالعه در اخترشناسی تبدیل شده‌اند.

کوتوله‌های قهوه‌ای در نگاه اول شاید شبیه نسخه‌ای کوچک و کم‌نور از ستاره‌ها به نظر برسند، اما سرگذشت آن‌ها متفاوت است. آن‌ها مانند ستاره‌ها از فروپاشی ابرهای گاز و غبار متولد می‌شوند، اما جرمشان برای تبدیل‌شدن به ستاره واقعی کافی نیست. در نتیجه، نمی‌توانند هیدروژن را به‌طور پایدار در هسته خود به هلیوم تبدیل کنند؛ همان واکنش هسته‌ای که انرژی ستاره‌هایی مانند خورشید را برای میلیاردها سال تأمین می‌کند.

به همین دلیل، کوتوله‌های قهوه‌ای گاهی «ستاره‌های ناکام» نیز نامیده می‌شوند. اما این لقب، هرچند جذاب است، تصویر کاملی از این اجرام ارائه نمی‌دهد. کوتوله‌های قهوه‌ای خودشان دنیایی پیچیده‌اند: جوهایی سرشار از مولکول‌های عجیب، ابرهای عظیم، بادهای شدید، میدان‌های مغناطیسی و حتی شفق‌های قطبی دارند. برخی از آن‌ها چنان سرد شده‌اند که دمایشان با برخی سیاره‌های غول‌پیکر قابل مقایسه است.

برای درک کوتوله‌های قهوه‌ای، ابتدا باید ببینیم ستارگان چگونه متولد می‌شود. هم ستاره‌ها و هم کوتوله‌های قهوه‌ای زمانی شکل می‌گیرند که نواحی متراکم‌تر در ابرهای عظیم گاز و غبار، تحت تأثیر گرانش خود فرو می‌ریزند. در این فرایند، جرمی به نام پیش‌ستاره شکل می‌گیرد که درون پوششی از گاز و غبار قرار دارد.

بسیاری از پیش‌ستاره‌ها به جذب ماده از پوشش‌های اولیه خود ادامه می‌دهند تا جرم کافی را برای ایجاد فشار و دمای لازم در هسته خود به دست آورند و همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم را آغاز کنند. انرژی حاصل از این واکنش‌های هسته‌ای، ستاره‌ای مثل خورشید را برای میلیاردها سال در حالت پایدار نگه می‌دارند. تصور می‌شود جرم لازم برای آغاز همجوشی هسته‌ای حدود ۱۲ تا ۱۴ برابر جرم مشتری یا حدود ۰٫۰۱۲ تا ۰٫۰۱۴ جرم خورشید باشد.