تحليل جديد للقزم البني الأقرب لنظامنا الشمسي: هذا ما توصل له العلماء

يستضيف القزم البني الأقرب إلى نظامنا الشمسي نطاقات الرياح والتيارات النفاثة وفقًا لتحليل جديد للغلاف الجوي للجسم.

الأقزام البنية أكبر من أن تكون كواكب ولكنها ليست ضخمة بما يكفي لتوليد الاندماج وهو شرط أساسي لتصنيف النجوم على الرغم من أن الأقزام البنية ساخنة في مهدها فإنها تبرد بثبات مع نضوجها مما يجعل من الصعب اكتشافها ودراستها.
نظرًا لأنهم لا يولدون الضوء الخاص بهم فإن تصوير الغلاف الجوي للقزم البني أمر صعب، لا يُعرف الكثير عن ديناميكيات الغلاف الجوي للأقزام البنية.

قال مؤلف الدراسة الرئيسي دانييل أباي ، الأستاذ المشارك في علم الفلك بجامعة أريزونا ، في بيان صحفي "تساءلنا هل تبدو الأقزام البنية مثل كوكب المشتري بأحزمة وشرائط منتظمة تتشكل بواسطة نفاثات كبيرة ومتوازية وطولية أم أنها ستهيمن عليها نمط دائم التغير من العواصف العملاقة المعروفة باسم الدوامات مثل تلك الموجودة على أقطاب المشتري؟ "

ولتهدئة فضولهم طور Apai وزملاؤه تقنية جديدة لتصور أجواء الأقزام البنية وكشفت طريقتهم الجديدة المفصلة يوم الخميس الماضي في مجلة الفيزياء الفلكية عن عصابات تشبه كوكب المشتري على القزم البني الأقرب إلى الأرض مما يشير إلى أن الجسم يستضيف رياحًا قوية وتيارات نفاثة.

قال أباي: "أنماط الرياح ودوران الغلاف الجوي على نطاق واسع غالبًا ما يكون لهما تأثيرات عميقة على الغلاف الجوي للكواكب من مناخ الأرض إلى مظهر المشتري والآن نحن نعلم أن مثل هذه النفاثات الجوية واسعة النطاق تشكل أيضًا الغلاف الجوي القزم البني".

وأضاف: "إن معرفة كيفية هبوب الرياح وإعادة توزيع الحرارة في أحد الأقزام البنية الأقرب والأكثر دراسة تساعدنا على فهم المناخات ودرجات الحرارة القصوى وتطور الأقزام البنية بشكل عام".

التلسكوب الفضائي

بدأ Apai وزملاؤه بتصوير Luhman وهو نظام قزم بني ثنائي باستخدام التلسكوب الفضائي العابر للكواكب الخارجية TESS التابع لناسا، تقع الأقزام البنية على بعد 6.5 سنة ضوئية من الأرض.

ركزت جهود المسح على Luhman 16b وهو أكبر بنحو 28 مرة من كوكب المشتري وأكثر من 1500 درجة فهرنهايت أكثر سخونة، يعتبر Luhman 16b أصغر قليلاً من رفيقه البني القزم.

وقال أباي: "باستخدام الخوارزميات المتقدمة التي طورها أعضاء فريقنا تمكنا من الحصول على قياسات دقيقة للغاية لتغيرات السطوع أثناء دوران القزم البني"مضيفاً "الأقزام البنية تصبح أكثر سطوعًا عندما تتحول مناطق الغلاف الجوي الأكثر إشراقًا إلى نصف الكرة المرئي وتكون أكثر قتامة عندما تدور هذه المناطق بعيدًا عن الأنظار."

من خلال تسجيل التغيرات في السطوع أثناء دوران الأقزام البنية تمكن الباحثون من تجميع رسم تقريبي لأغلفتها الجوية، أظهرت البيانات أن دوران الغلاف الجوي على الأقزام البنية يشبه تلك الموجودة على كواكب النظام الشمسي.

قال أباي: "توفر دراستنا نموذجًا للدراسات المستقبلية للأجسام المماثلة حول كيفية استكشاف وحتى رسم خريطة للأقزام البنية والكواكب العملاقة خارج المجموعة الشمسية دون الحاجة إلى تلسكوبات قوية بما يكفي لحلها بصريًا".

القزم البني

هو نوع من الأجسام شبه النجمية التي لها كتلة بين أكبر الكواكب الغازية العملاقة والنجوم الأقل كتلة ، حوالي 13 إلى 80 ضعف كتلة كوكب المشتري، على عكس نجوم التسلسل الرئيسي لا تكتسب الأقزام البنية كتلة كافية لتحفيز الاندماج النووي المستمر للهيدروجين العادي (1H) في الهيليوم في قلبها. لهذا السبب يشار إلى الأقزام البنية أحيانًا بالنجوم الفاشلة.

ومع ذلك يُعتقد أنها تعمل على دمج الديوتيريوم (2H) ، ودمج الليثيوم (7Li) إذا كانت كتلتها أكبر من 65 ميغا جول الحد الأدنى من الكتلة المطلوبة لتحفيز حرق الهيدروجين المستمر يشكل الحد الأعلى للتعريف المستخدم حاليًا من قبل الاتحاد الفلكي الدولي ، بينما تشكل الكتلة الدنيا لحرق الديوتيريوم التي تبلغ حوالي 13 ميجا جول الحد الأدنى للفئة ، والتي تقع تحتها الكواكب. 

كما تمت مناقشة ما إذا كان سيتم تحديد الأقزام البنية بشكل أفضل من خلال عملية تكوينها بدلاً من حدود الكتلة النظرية بناءً على تفاعلات الاندماج النووي، بموجب هذا التفسير فإن الأقزام البنية هي تلك الأشياء التي تمثل المنتجات الأقل كتلة لعملية تكوين النجوم في حين أن الكواكب هي أجسام تشكلت في قرص تراكم يحيط بنجم.

ويُعتقد أن أروع الأجسام الطافية التي تم اكتشافها مثل WISE 0855 وكذلك الأجسام الصغيرة الأقل كتلة والمعروفة مثل PSO J318.5−22، تحتوي على كتل أقل من 13 ميغا جول ونتيجة لذلك يشار إليها أحيانًا باسم كتلة كوكبية كائنات بسبب الغموض فيما إذا كان ينبغي اعتبارها كواكب مارقة أو أقزام بنية.