ستاره‌شناسان معمای ۳۰ ساله کوتوله قهوه‌ای عجیب را سرانجام حل کردند

در سال ۱۹۹۵ محققان موسسه فناوری کالیفرنیا (کتلک) در رصدخانه پالمار، برای اولین بار پدیده‌ای غیرعادی را مشاهده کردند. آنها متوجه شدند یک کوتوله قهوه‌ای درحال گردش به دور کوتوله‌ی سرخی به نام «گلیز ۲۲۹» است که حدود ۱۹ سال نوری از زمین فاصله دارد.

از آن زمان، کوتوله قهوه‌ای کشف‌شده (گلیز ۲۲۹بی) ستاره‌شناسان را شگفت‌زده کرده؛ زیرا با وجود آنکه ۷۰ برابر پرجرم‌تر از مشتری است، بسیار کم‌نورتر از آنچه تلسکوپ‌ها دیده‌اند، جلوه می‌کند. بااین‌حال، تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان به رهبری کلتک، به تازگی موفق به حل این معما شدند و دریافتند که کوتوله قهوه‌ای درواقع یک جفت دوقلو است که از نزدیک به‌دور هم می‌چرخند.

مطالعه‌ی اخیر توسط «جری ژوان»، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دپارتمان نجوم کلتک و «دیمیتری ماوت»، استاد نجوم از «آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا» رهبری شد. تیم آنها شامل محققانی از مؤسسات و دانشگاه‌های مختلف سراسر جهان ازجمله رصدخانه جنوبی اروپا (ESO)، آژانس فضایی اروپا (ESA) و موسسه اخترشناسی ماکس پلانک (MPIA) بود.

ربکا اوپنهایمر، اخترفیزیکدان در موزه تاریخ طبیعی آمریکا و از نویسندگان مطالعه در بیانیه‌ای خبری از کلتک گفت: «دیدن اولین جسمی که کوچک‌تر از ستاره است و دور ستاره‌ای دیگر می‌چرخد، هیجان‌انگیز بود. این کشف، افراد را به جست‌و‌جوی اجرام عجیب و غریب دیگر ترغیب کرد. بااین‌حال معمای آن برای دهه‌ها حل‌نشده باقی ماند.»

شوان افزود: «گلیز ۲۲۹بی به عنوان کوتوله قهوه‌ای در نظر گرفته می‌شد. حالا می‌دانیم که درمورد ماهیت این جسم اشتباه کرده بودیم؛ زیرا ما با یک جرم روبه‌رو نیستیم، بلکه با دو جرم مواجه‌ایم و تا این لحظه نتوانسته بودیم اجرامی چنین نزدیک به هم را بررسی کنیم.»

از زمان کشف گلیز ۲۲۹‌بی در حدود ۳۰ سال پیش، صدها مشاهده درمورد آن صورت گرفته است. اما کم‌نور بودن این جسم برای ستاره‌شناسان همچنان به صورت معما باقی مانده بود. درحالی‌که دانشمندان مشکوک بودند که گلیز ۲۲۹بی ممکن است دوقلو باشد، این دو کوتوله قهوه‌ای ‌آن‌قدر به یکدیگر نزدیک هستند که تفکیکشان از هم برای ستاره‌شناسان دشوار بود.

تیم تحقیقاتی برای تأیید نظریه‌ی منظومه‌ی دوگانه، به تداخل‌سنج گرانشی در تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی تکیه کرد تا بتواند دو کوتوله قهوه‌ای را تشخیص دهد. آنها از ابزار CRIRES+ برای شناسایی نشانه‌های طیفی متمایز و اندازه‌گیری جابه‌جایی دوپلر استفاده کردند.

نتایج نشان داد که گلیز ۲۲۹بی شامل دو کوتوله قهوه‌ای به نام‌های «گلیز ۲۲۹بی‌ای» و «گلیز ۲۲۹بی‌بی» است که حدود ۳۸ و ۳۴ برابر مشتری جرم دارند و هر کدام با دوره‌ای ۱۲ روزه و فاصله‌ای معادل ۱۶ برابر مسافت بین زمین و ماه، به دور یکدیگر می‌چرخند. سطوح روشنایی مشاهده شده نیز با آنچه برای دو کوتوله قهوه‌ای کوچک در این محدوده جرم انتظار می‌رفت، مطابقت دارد.

دیمیتری ماوت، دانشمند ارشد تحقیقاتی در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا گفت: «این کشف که گلیز ۲۲۹بی یک سیستم دوتایی است، نه تنها تنش اخیر مشاهده‌شده بین جرم و درخشندگی آن را حل می‌کند، بلکه درک ما از کوتوله‌های قهوه‌ای را که در مرز بین ستاره‌ها و سیاره‌های غول‌پیکر قرار دارند به‌طور درخورتوجهی عمیق‌تر می‌کند. کشف این دو جرم، سوالات جدیدی درباره چگونگی شکل‌گیری کوتوله‌های قهوه‌ای مطرح می‌کند و نشان می‌دهد که ممکن است دوتایی‌های مشابه دیگری در انتظار کشف وجود داشته باشند.»

برخی از نظریه‌ها پیشنهاد می‌کنند که جفت‌های کوتوله قهوه‌ای می‌توانند در دیسک پیش‌سیاره‌ای ستاره که به هسته‌ی دو کوتوله قهوه‌ای تقسیم می‌شود، شکل بگیرند. این دو کوتوله قهوه‌ای پس از برخورد نزدیک از نظر گرانشی به هم متصل می‌شوند. همین سازوکار ممکن است به تشکیل منظومه‌های دوگانه از سیاره‌های فراخورشیدی با مدار نزدیک به‌هم منجر شود. هرچند تمام این حدسیات باید درعمل مشاهده شوند.

اوپنهایمر گفت: «این کشف پیشرفتی بسیار هیجان‌انگیز است. این دو جهان که به دور یکدیگر می‌چرخند در واقع شعاع کمتری نسبت به مشتری دارند. اگر چیزی شبیه به آنها در منظومه شمسی باشد، در آسمان شب ما بسیار عجیب به نظر می‌رسند. این هیجان‌انگیزترین و جذاب‌ترین کشف اخترفیزیک زیرستاره‌ای در دهه‌های اخیر است.»

ژوان و همکارانش در نظر دارند با استفاده از ابزارهای موجود و نسل بعدی، دوقلوهای کوتوله قهوه‌ای بیشتری را جست‌وجو کنند.