حقوق الصورة: ESO
عثر فريق من علماء الفلك الأوروبيين على أقرب نجم قزم بني تم اكتشافه على الإطلاق. تبلغ كتلة إبسيلون إندي بي 45 مرة كتلة المشتري وتستغرق 400 عامًا لتدور حول النجم الرئيسي.
اكتشف فريق من علماء الفلك الأوروبيين [2] جسمًا بنيًا قزمًا (نجم "فاشل") على بعد أقل من 12 سنة ضوئية من الشمس. هو الأقرب معروف حتى الآن.
يُعرف الآن باسم Epsilon Indi B ، وهو رفيق لنجم مشرق معروف في السماء الجنوبية ، Epsilon Indi (الآن "Epsilon Indi A") ، الذي كان يُعتقد سابقًا أنه أعزب. النظام الثنائي هو واحد من أقرب عشرين نظامًا نجميًا للشمس.
تم اكتشاف القزم البني من الحركة السريعة نسبيًا عبر السماء التي تشاركها مع رفيقه الأكثر سطوعًا: يتحرك الزوج بقطر قمري كامل في أقل من 400 عام. تم تحديده لأول مرة باستخدام لوحات التصوير الفوتوغرافي الأرشيفية الرقمية من SuperCOSMOS Sky Surveys (SSS) وتم تأكيدها باستخدام بيانات من مسح اثنين من الميكرون لجميع السماء (2MASS). أكدت ملاحظات المتابعة بأداة SOFI الحساسة للأشعة تحت الحمراء القريبة من تلسكوب التكنولوجيا الجديدة 3.5 متر (NTT) في مرصد لا سيلا طبيعتها وسمحت بقياس خصائصها الفيزيائية.
تبلغ كتلة Epsilon Indi B 45 مرة فقط من كتلة المشتري ، وهو أكبر كوكب في المجموعة الشمسية ، ودرجة حرارة سطحية تبلغ 1000 درجة مئوية فقط. إنه ينتمي إلى ما يسمى بفئة "قزم T" من الأشياء التي تمتد بين المجال والكواكب العملاقة.
Epsilon Indi B هو الأقرب والألمع T المعروف. تعد الدراسات المستقبلية للجسم الجديد بتزويد الفلكيين بأدلة جديدة مهمة حول تشكيل وتطور هذه الأجرام السماوية الغريبة ، وفي نفس الوقت تسفر عن رؤى مثيرة للاهتمام حول المنطقة الحدودية بين الكواكب والنجوم.
إبر متحركة صغيرة في أكوام التبن العملاقة
تخيل أنك عالم طيور محترف ، وقد عدت مؤخرًا إلى المنزل من رحلة استكشافية إلى أدغال أمريكا الجنوبية ، حيث أمضيت أسابيع طويلة في استخدام عدسات التقريب عالية الطاقة التي تبحث عن أنواع نادرة من الطيور. الاسترخاء ، يمكنك أخذ بضع لقطات واسعة الزاوية من الزهور المتفتحة في حديقتك الخلفية ، دون تشتيت من الطيور السوداء الشائعة التي تطير عبر عدسة الكاميرا. فقط في وقت لاحق ، عند مقارنة هذه اللقطات بعناية ، تلاحظ شيئًا صغيرًا وملونًا بشكل غير عادي ، متقاربًا خلف الشحرور: لقد اكتشفت طائرًا غريبًا ونادرًا هناك في المنزل.
بنفس الطريقة تقريبًا ، وجد فريق من علماء الفلك [2] للتو أحد أقرب الجيران للشمس ، وهو "نجم فاشل" غريب يُعرف باسم "القزم البني" ، يتحرك بسرعة عبر السماء في الكوكبة الجنوبية إندوس ( الهنود). ومن المثير للاهتمام أنه في الوقت الذي تنمو فيه المقاريب بشكل أكبر ومجهزة بأجهزة كشف إلكترونية أكثر تعقيدًا من أي وقت مضى ، لا يزال هناك الكثير مما يمكن تعلمه من خلال الجمع بين لوحات التصوير القديمة مع هذه التكنولوجيا الحديثة.
تم منح اللوحات الفوتوغرافية التي تم التقاطها بواسطة مقاريب واسعة النطاق ("شميت") على مدى العقود الماضية فرصة جديدة للحياة من خلال ترقيمها بواسطة آلات قياس آلية ، مما سمح لأجهزة الكمبيوتر بالجر بشكل فعال من خلال محفوظات البيانات الضخمة التي لا تقدر بثمن والتي لم يتم حتى الآن مستغلة بالكامل [3]. بالنسبة إلى Southern Sky ، أصدر معهد علم الفلك في أدنبره (اسكتلندا ، المملكة المتحدة) مؤخرًا عمليات مسح تم إجراؤها بواسطة آلة SuperCOSMOS للوحات الممتدة لعدة عقود في ثلاثة نطاقات مرور ضوئية. هذه البيانات مناسبة تمامًا للبحث عن الكائنات ذات الحركات المناسبة الكبيرة والألوان المتطرفة ، مثل الأقزام البنية في محيط الشمس.
كل شيء يتحرك - مسألة منظور
في علم الفلك ، تشير "الحركة الصحيحة" للنجم إلى حركته الظاهرة على الكرة السماوية ؛ وعادة ما يتم التعبير عنه بالثواني في السنة [4]. لا يمكن تقدير السرعة الحقيقية المقابلة للنجم (بالكيلومترات في الثانية) إلا إذا كانت المسافة معروفة.
قد يشير النجم ذو الحركة المناسبة الكبيرة إلى سرعة كبيرة حقيقية أو ببساطة أن النجم قريب منا. قياساً على ذلك ، طائرة تقلع بعد الإقلاع بسرعة حقيقية أقل بكثير مما كانت عليه عندما تحلق على علو شاهق ، ولكن بالنسبة إلى مراقب يراقب بالقرب من مطار ، يبدو أن الطائرة المغادرة تغادر بسرعة أكبر عبر السماء.
Proxima Centauri ، أقرب جوار نجمي ، على بعد 4.2 سنة ضوئية فقط (راجع ESO PR 22/02) ولديه حركة مناسبة تبلغ 3.8 قوس / سنة (تقابل 23 كم / ثانية بالنسبة للشمس ، في الاتجاه العمودي إلى خط البصر). أعلى نجمة حركة مناسبة معروفة هي نجمة بارنارد على مسافة 6 سنوات ضوئية وتتحرك 10 أقواس / سنة (87 كم / ثانية بالنسبة للشمس). جميع النجوم المعروفة في غضون 30 سنة ضوئية هي أجسام عالية الحركة وتتحرك على الأقل 0.2 قوسًا في السنة.
شباك الجر للأشياء سريعة الحركة
لبعض الوقت ، قام علماء الفلك في معهد الفيزياء الفلكية في بوتسدام بالبحث المنتظم المحوسب عن الأجسام عالية الحركة التي تظهر على لوحات السماء الفوتوغرافية الحمراء ، ولكن ليس على الألواح الزرقاء المكافئة. هدفهم هو تحديد الأجسام الباردة غير المعروفة حتى الآن في الحي الشمسي.
لقد عثروا في السابق على حفنة من الأشياء الجديدة في غضون 30 سنة ضوئية بهذه الطريقة ، ولكن لا شيء أحمر أو يتحرك عن بعد بسرعة مثل تلك التي وقعوا فيها الآن في كوكبة إندوس في السماء الجنوبية. تم مشاهدة هذا الكائن فقط على لوحات الأطوال الموجية الأطول في قاعدة بيانات SuperCOSMOS Sky Survey. كان يتحرك بسرعة كبيرة لدرجة أنه على الألواح التي تم فصلها بفارق عامين فقط في التسعينيات ، تحرك حوالي 10 ثوانٍ قوسية في السماء ، مما أعطى حركة مناسبة تبلغ 4.7 أقواس / سنة. كما كان باهتًا جدًا في الأطوال الموجية البصرية ، والسبب في عدم اكتشافه من قبل. ومع ذلك ، عندما تم تأكيده في بيانات من مسح Two Micron All Sky Survey (2MASS) الرقمي ، فقد تم اعتباره أكثر إشراقًا في الأشعة تحت الحمراء ، مع توقيع اللون النموذجي لقزم بني رائع.
عند هذه النقطة ، كان يعتقد أن الكائن مسافر معزول. ومع ذلك ، كشف البحث من خلال الكتالوجات المتاحة على الإنترنت بسرعة أن 7 أميال قوس فقط كانت نجمة معروفة ، إبسيلون إندي. يتشارك الاثنان في نفس الحركة المناسبة الكبيرة جدًا ، وبالتالي كان من الواضح على الفور أن الاثنين يجب أن يكونا مترابطين ، مما يشكل نظامًا ثنائيًا واسعًا يفصله أكثر من 1500 ضعف المسافة بين الشمس والأرض.
إبسيلون إندي هو أحد أقرب 20 نجمًا للشمس في 11.8 سنة ضوئية فقط [5]. إنه نجم قزم (من النوع الطيفي K5) ودرجة حرارة سطحية تبلغ حوالي 4000 درجة مئوية ، وهو أكثر برودة من الشمس إلى حد ما. على هذا النحو ، غالبًا ما يظهر في الخيال العلمي كموطن لنظام كوكبي صالح للسكن [6]. كل هذا لا يزال راسخًا في مجال المضاربة ، ولكن مع ذلك ، نحن نعلم الآن أنه بالتأكيد رفيق مثير للاهتمام للغاية.
هذا اكتشاف رائع: Epsilon Indi B هو أقرب مصدر يشبه النجم إلى الشمس تم العثور عليه في 15 عامًا ، وهو أعلى مصدر حركة مناسب تم العثور عليه منذ أكثر من 70 عامًا ، ومع لمعان إجمالي 0.002٪ فقط من الشمس ، أحد المصادر الضعيفة جوهريًا التي تمت رؤيتها خارج النظام الشمسي!
بعد Proxima و Alpha Centauri ، يعد نظام Epsilon Indi أيضًا ثاني نظام ثنائي واسع معروف في غضون 15 سنة ضوئية. ومع ذلك ، على عكس Proxima Centauri ، Epsilon Indi B ليس نجمًا عاديًا.
الأقزام البنية: التبريد ، التبريد ، التبريد ...
في غضون أيام من اكتشافه في قاعدة البيانات ، تمكن الفلكيون من تأمين طيف الأشعة تحت الحمراء من Epsilon Indi B باستخدام أداة SOFI على تلسكوب التكنولوجيا الجديدة ESO 3.5 متر (NTT) في مرصد لا سيلا (تشيلي). أظهر الطيف خصائص الامتصاص الواسعة بسبب الميثان وبخار الماء في الغلاف الجوي العلوي ، مما يشير إلى درجة حرارة "فقط" 1000 درجة مئوية. النجوم العادية ليست بهذه البساطة أبدًا - تم تأكيد إبسيلون إندي بي كقزم بني.
يُعتقد أن الأقزام البنية تتشكل بنفس الطريقة التي تتشكل بها النجوم تقريبًا ، بسبب انهيار جاذبية كتل الغاز البارد والغبار في السحب الجزيئية الكثيفة. ومع ذلك ، ولأسباب غير واضحة تمامًا حتى الآن ، تنتهي بعض الكتل بكتل أقل من حوالي 7.5 ٪ من كتلة شمسنا ، أو 75 مرة كتلة كوكب المشتري. أسفل تلك الحدود ، لا يوجد ضغط كافٍ في القلب لبدء اندماج الهيدروجين النووي ، وهو مصدر الطاقة الثابت والمستمر للنجوم العادية مثل الشمس. باستثناء مرحلة مبكرة وجيزة حيث يتم حرق بعض الديوتريوم ، تستمر هذه الأجسام منخفضة الكتلة في البرودة وتتلاشى ببطء مع إطلاق الحرارة المتبقية من ولادتها.
بدأت المناقشات النظرية لمثل هذه الأشياء قبل حوالي 40 عامًا. تم تسميتهم أولاً بـ "الأقزام السوداء" ثم "الأقزام البنية" ، اعترافًا بدرجات الحرارة المتوقعة جدًا. ومع ذلك ، كان من المتوقع أيضًا أن تكون باهتة جدًا وحمراء جدًا ، وفي عام 1995 فقط تم اكتشاف هذه الأشياء.
كان ينظر إلى الأول على أنه رفاق باهت إلى النجوم القريبة ، وبعد ذلك ، تم العثور على البعض يطفو بحرية في الحي الشمسي. معظم الأقزام البنية تنتمي إلى الأنواع الطيفية المصنفة مؤخرًا L و T ، أسفل الأقزام الباردة المعروفة من النوع M. وهي حمراء جدًا لعيون الإنسان ، لكن الأقزام L و T لا تزال أكثر برودة ، لدرجة أنها تكون غير مرئية تقريبًا في الأطوال الموجية البصرية ، مع خروج معظم انبعاثها في الأشعة تحت الحمراء. [7].
ما مدى ضخامة إبسيلون إندي بي؟
عمر معظم الأقزام البنية المكتشفة حتى الآن غير معروف ، وبالتالي من الصعب تقدير كتلها. ومع ذلك ، قد يُفترض أن عمر إبسيلون إندي بي هو نفس عمر إبسيلون إندي أ ، الذي يقدر عمره بـ 1.3 مليار سنة بناءً على سرعته الدورانية. من خلال الجمع بين هذه المعلومات مع درجة الحرارة والسطوع والمسافة المقاسة ، يمكن بعد ذلك تحديد كتلة إبسيلون إندي بي باستخدام النماذج النظرية للأقزام البنية.
مجموعتان مستقلتان من النماذج تعطي نفس النتيجة: يجب أن يكون لدى إبسيلون إندي بي كتلة في مكان ما بين 4-6 ٪ من كتلة الشمس ، أو 40-60 كتلة المشتري. القيمة الأكثر ترجيحًا هي حوالي 45 كتلة كوكب المشتري ، أي أقل بكثير من حد اندماج الهيدروجين ، وتأكيدًا نهائيًا لهذا الاكتشاف الجديد باعتباره قزمًا بنيًا حسن النية.
أهمية إبسيلون إندي بي
تظهر الصورة PR 03c / 03 التعداد الحالي للنجوم في الحي الشمسي. كل هذه النجوم معروفة منذ سنوات عديدة ، بما في ذلك GJ1061 ، والتي ، على الرغم من ذلك ، لم يتم تحديد بعدها إلا في عام 1997. ومع ذلك ، فإن اكتشاف إبسيلون إندي بي هو حالة متطرفة ، لم يتم تصنيفها من قبل ، وأول قزم بني يمكن العثور عليها في أفق 12.5 سنة ضوئية.
إذا كانت التنبؤات الحالية صحيحة ، يجب أن يكون هناك ضعف عدد الأقزام البنية مثل النجوم المتسلسلة الرئيسية. وبالتالي ، قد يكون Epsilon Indi B أول 100 من الأقزام البني في هذه المسافة ، ولا يزال في انتظار اكتشافه!
يعتبر Epsilon Indi B صيدًا مهمًا يتجاوز تصنيف حي الطاقة الشمسية. باعتباره أقرب وألمع قزم بني معروف ومسافة محسوبة بدقة شديدة ، يمكن إخضاعه لمجموعة متنوعة من دراسات الملاحظة التفصيلية. وبالتالي قد تكون بمثابة قالب لأعضاء أبعد من فئتها.
بمساعدة Epsilon Indi B ، يجب أن يتمكن الفلكيون الآن من رؤية المزيد في الألغاز المحيطة بتكوين وتطور الأجسام الغريبة المعروفة باسم الأقزام البنية ، في منتصف الطريق بين النجوم والكواكب العملاقة ، وفيزياء النوى الداخلية ، والطقس وكيمياء أجواءهم.
ملاحظة تاريخية - كوكبة السند الجنوبية
تقع كوكبة السند في عمق السماء الجنوبية ، وتقع بين ثلاثة طيور ، Grus (The Crane) ، Tucana (The Toucan) و Pavo (The Peacock) ، cf. PR PR 03d / 03.
تم فهرستها لأول مرة في 1595-1597 من قبل الملاحين الهولنديين بيتر ديركسون كيزر وفريدريك دي هوتمان ، تمت إضافة هذه الكوكبة إلى السماء الجنوبية بواسطة يوهان باير في كتابه "أورانومتريا" (1603) لتكريم الأمريكيين الأصليين الذين واجههم المستكشفون الأوروبيون في يسافر.
على وجه الخصوص ، تم اقتراح أن السكان الأصليين لتييرا ديل فويغو وباتاجونيا هم على وجه التحديد الذين يمثلون في إندوس ، على بعد أكثر من ألفي كيلومتر جنوب لا سيلا حيث تم إجراء أول مشاهدات طيفية لأبسيلون إندي بي بعد حوالي 400 عام .
في الرسم اللاحق لبودي الموضح هنا ، ارتبط إبسيلون إندي ، خامس نجم لامع في إندوس ، بأحد الأسهم في يد الهندي.
المصدر الأصلي: ESO News Release
