شناسایی نخستین ابرهای آبی در خارج از منظومه‌ی شمسی

شناسایی نخستین ابرهای آبی در خارج از منظومه‌ی شمسی

یک کوتوله‌ی قهوه‌ای که به نام وایز ۰۸۵۵ یا WISE 0855 شناخته می‌شود، در واقع سردترین جرم شناخته شده‌ی خارج از منظومه شمسی ما است. در حال حاضر به علت نور بسیار کم این جرم کیهانی، چیز زیادی درباره‌ی آن نمی‌دانیم. از سویی این یافته‌ها می‌توانند به ما در شناسایی بیشتر ترکیب این اجرام فراخورشیدی و همچنین شناسایی و بررسی رفتار غول‌های گازی همانند سیاره‌ی مشتری کمک کنند. ستاره‌شناس اندرو اسکمر (Andrew Skemer) از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز در این باره گفت:

ما انتظار داشتیم که جرمی به آن سردی احتمالا دارای ابرهای آبی باشد و هم اکنون به شواهدی رسیده‌ایم که نشان می‌دهند در واقعیت نیز این ابرها وجود دارند.

کوتوله‌ی WISE 0855 در سال ۲۰۱۴ کشف شد. این کوتوله تنها در فاصله‌ی ۷.۲ سال نوری از زمین واقع شده است که از نظر معیارهای نجومی در فاصله‌ی نسبتا نزدیکی با کره‌ی زمین قرار دارد.

این جرم نه سیاره و نه ستاره است. در واقع، کوتوله‌های قهوه ای گاهی اوقات به نام «ستاره‌ی نافرجام» نیز نامیده می‌شوند، زیرا آنها در حالتی مابین ستاره و سیاره قرار دارند. آنها به همان روش شکل‌گیری ستارگان آغاز به تشکیل می‌کنند، اما در ادامه، جرم کافی برای جرقه و یا حفظ واکنش‌های هسته‌ای در هسته خود را ندارند؛ واکنش‌هایی که باعث می‌شوند تا ستارگان همواره درخشش داشته باشند. گفتنی است که ستارگان از تجمع‌های گرانشی گاز و غبارها در فضا شکل می‌گیرند.

آنچه که باعث می‌شود تا مطالعه‌ی WISE 0855 بسیار دشوار باشد این واقعیت است که دیدن آن برای ما با استفاده از طیف‌سنجی معمولی تقریبا غیر ممکن است. کم‌نوری شدید کوتوله‌ی قهوه ای در نزدیکی طیف مادون قرمز و فاصله‌ی تریلیون‌ها کیلومتری آن از سیاره‌ی ما، باعث می‌شود تا به سختی برای برخی از قدرتمند‌ترین تلسکوپ‌های زمینی ما قابل مشاهده باشد.

با پشتکار اسکمر و محققان همکارش، آنها به چگونگی دستیابی به یک طیف مادون قرمز از WISE 0855 پی بردند. این کار با استفاده از تلسکوپ جمینی شمالی در هاوایی و با ضبط یک طول موج گسترده‌تر از ۵ میکرون که در طیف‌سنجی متداول در محدوده نوری قرار دارد تا طول موج نزدیک به مادون قرمز کمتر از ۲.۵ میکرون انجام شد. اسکمر در این باره می‌گوید:

این جرم آسمانی پنج برابر کم نورتر از هر جسم دیگر شناسایی شده با طیف‌سنجی زمینی در این طول موج است. اکنون که ما یک طیف در اختیار داریم. ما این امکان را داریم تا در مورد اینکه واقعا چه اتفاقی در این کوتوله‌ی قهوه‌ای در جریان است تفکر کنیم. طیف ما نشان می‌دهد که WISE 0855 توسط بخار آب و ابرها احاطه شده است و ظاهر کلی آن به گونه‌ای است که کاملا شبیه به مشتری به نظر می‌رسد.

جرم WISE 0855 پنج برابر جرم مشتری است، اما به آن اندازه سرد نیست. درجه‌ی حرارت وایز منفی ۲۳ درجه‌ی سانتیگراد است. این در حالی است که دمای سیاره‌ی مشتری حتی سردتر از این مقدار است و به منفی ۱۴۳ درجه‌ی سانتی‌گراد نیز می‌رسد.

اما با وجود این تفاوت دما، محققان باور دارند که WISE 0855 و مشتری به اندازه‌ی کافی به هم شباهت دارند تا به ما در مورد بررسی و دریافت نکات جدید پیرامون این نوع از اجرام سرد در داخل و خارج از منظومه شمسی کمک کنند. اسکمر در این باره توضیح می‌دهد:

 WISE 0855 به عنوان اولین فرصت ما برای مطالعه یک جرم فراخورشیدی است که تقریبا به اندازه‌ی سیاره‌های عظیم گازی منظومه‌ی خودمان سرد هستند.

یکی دیگر از تفاوت‌های بین WISE 0855 و مشتری این است که محققان باور دارند، مشتری دارای اتمسفر آشفته‌تری است. جو مشتری شامل مقدار زیادی از ترکیب فسفین است. این ماده ترکیبی است که بخش داخلی سیاره‌ی مشتری را تشکیل می‌دهد و در ایجاد واکنش‌های شیمیایی جدید در اتمسفر بیرونی نیز نقش دارد.

بر خلاف مشتری، WISE 0855 سیگنال‌های قوی از وجود فسفین از خود گسیل نکرده است. گفته‌ی اخیر می‌تواند ما را به این واقعیت برساند که واکنشهای اتمسفری کمتری در وایز رخ می‌دهند. ما تا زمانی که مطالعات و مشاهدات بیشتری پیرامون این کوتوله انجام نشود نمی‌توانیم نظر بیشتری بدهیم. اما نکته‌ی هیجان‌انگیز این است که به لطف کار انجام شده در این بررسی، ما در حال حاضر خود را برای یادگیری نکات بسیاری بیشتری در مورد این ستاره‌ی سرد و نافرجام و سیارات شبیه آن آماده کرده‌ایم. به گفته‌ی اسکمر:

 طیف به دست آمده به ما اجازه می‌دهد تا در مورد خصوصیات دینامیکی و شیمیایی که به مدت طولانی در اتمسفر مشتری مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، تحقیقات بیشتری انجام دهیم. اما این بار این اتفاق قرار است در جهان فراخورشیدی رخ دهد.

گفتنی است که یافته‌های فوق در ژورنال استروفیزیکال لترز Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.