چگونه شما می توانید یک ستاره را از شبه ستاره تشخیص دهید؟ پس از یک دهه جمع آوری داده از فضا، اخترشناسی بنام “ترنت دوپوی” به نظر می رسد که پاسخی برای این سوال دارد.
ستارگانی که در شب می بینیم تنها بخش کوچکی از جهان ما هستند
اجرام زیادی وجود دارند که نه می توان آنها را در گروه سیارات بزرگ در نظر گرفت و نه می توان جزو ستارگان به حساب آورد. دانشمندان برای حل این معضل، جواب ساده ای را ارائه دادند. محققی بنام دوپوی جرم را کلید حل مسئله می داند. او می گوید: « جرم مهمترین ویژگی برای یک ستاره می باشد چرا که مسیر زندگی یک ستاره را تعیین می نماید.» ترنت دوپوی از دانشگاه تگزاس واقع در شهر آوستین، در یک گردهمایی در مجمع ستاره شناسی آمریکا توضیحاتی در این باره ارائه داد.
ما از اینکه زمین در منطقه قابل سکونت ستاره ای قرار دارد؛ جرم کافی برای انجام گداخت هسته ای برای میلیاردها سال را دارد. بدیهی است که این ویژگی موجب وجود حیات در زمین شده است. اما همه چیز در زمین زیبا و آرام نیست. ستارگان پرجرم به سرعت سوخت خود را مصرف می کنند و سپس به صورت انفجار ابرنواختری به زندگی خود پایان می دهند. شبه ستارگانی با جرم کمتر، همانند کوتوله های قهوه ای، جرمی بیش از جرم یک سیاره داشته اما در عین حال جرم کافی برای تبدیل شدن به ستاره را نیز ندارند.
گاهی اوقات “ستارگان ناقص” هم نام گذاری می شوند. این گونه از شبه ستارگان در جهان بسیار زیاد وجود دارند. این ستارگان به علت اینکه تاریک هستند و درخشندگی ندارند به همین علت رصد و تحقیق بر روی آنها کاری بسیار مشکل می باشد. برای اولین بار در ۵۰ سال پیش، موضوع وجود این گونه از ستارگان به میان آمد. آنها گونه ای بین ستاره و سیاره می باشند و به تازگی توسط دانشمندان به طور جدی مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند.
دوپوی می گوید: « ستارگانی که در شب می بینیم تنها بخش کوچکی از جهان ما هستند. هر جرمی در فضا که شبیه به ستاره باشد الزاما ستاره نیست! اما سوال اینجاست که چگونه گاهی اوقات یک جرم به ستاره تبدیل نمی شود؟ یا چگونه برخی از اجرام به ستاره تبدیل می شوند؟ این دو سوال از اهمیت یکسانی برخوردارند.» ستارگانی مثل خورشید بخاطر فرآیندهای گداخت هسته ای در هسته و تبدیل هیدروژن به هلیوم وجود دارند.
این برهمکنش های هسته ای هستند که موجب درخشش یک ستاره می شوند، هرچه هستۀ ستاره دمای بالاتری داشته باشد، میزان برهمکنش ها بیشتر و شدیدتر خواهد بود و در نتیجه ستاره درخشان تر خواهد بود. به طور مشابه، ستارگان با جرم کم، درخشندگی کمتر و هسته سردتری خواهند داشت و برهمکنش ها بسیار کمتر رخ می دهند. ممکن است اسم “کوتوله ی قهوه ای” شما را گمراه کند و تصور کنید که این گونه از شبه ستارگان به رنگ قهوه ای هستند. این گونه از شبه ستارگان، در ابتدا قرمز رنگ هستند اما بر اثر مرور زمان بخاطر کاهش دما، رنگ سطحشان تیره شده و رنگشان مشکی می شود.
با وجود اینکه این گونه از شبه ستارگان، نسبت به حتی بزرگترین سیارات جرم بیشتری را دارا هستند، اما جرم کافی برای اینکه در هستۀ خود گداخت هسته ای انجام شود را ندارند. در سال ۱۹۶۰، دانشمندان پیش بینی کردند که جرم مورد نیاز برای انجام گداخت هسته ای در هسته ستاره از یک حد ِ خاص نمی تواند کمتر باشد. دوپوی می گوید: « اگر جرم کمتر از این حد باشد، آن شبه ستاره انرژی لازم برای تابش نور از خود را ندارد و اجرامی از این قبیل برای همیشه سرد و تاریک خواهند بود.»
اگر یک جرم آسمانی دمایش کمتر از ۱۳۲۶ درجه سلسیوس باشد، کوتوله قهوه ای می باشد
تحقیقات اخیر در خصوص تغییر و تحولات در ستارگان نشان می دهد که تفاوت بین کوتوله سرخ و کوتوله قهوه ای از لحاظ جرم به اندازۀ ۷۵ برابر جرم سیاره مشتری می باشد (یا به عبارت دیگر، ۷ تا ۸ درصد از جرم خورشید) تاکنون هیچ یک از محاسبات دوپوی تایید نشده است. دوپوی به همراه لویی از دانشگاه هاوایی به مدت ۱۰ سال بر روی ۳۱ کوتوله قهوه ای دوتایی با استفاده از قوی ترین تلسکوپ های دنیا مثل تلسکوپ رصدخانه کک و تلسکوپ رصدخانه کانادا-فرانسه-هاوایی و همچنین تصاویر گرفته شده از تلسکوپ فضایی هابل، کار کردند. دوپوی و لیو برای اولین بار تحقیقات گسترده در زمینۀ کوتوله های قهوه ای را شروع کردند که از آن زمان یک دهه می گذرد.
براساس نظریه آقای دوپوی، اجرام آسمانی برای آنکه تبدیل به ستاره گردند و گداخت هسته ای در هستۀ خود داشته باشند باید جرمی معادل ۷۰ برابر جرم سیاره مشتری دارا باشند. او همچنین حداقل دمای مورد نیاز برای تبدیل شدن به ستاره را نیز تایین کرد که برابر با ۱۳۱۵ درجه سلسیوس می باشد؛ بدین منظور که اگر یک جرم آسمانی دمایش کمتر از ۱۳۲۶ درجه سلسیوس باشد، کوتوله قهوه ای می باشد.
این نکته به دانشمندان کمک می کند که جواب سوال خود مبنی بر چگونگی شکل گیری ستارگان و تحولاتشان و همچنین اینکه چرا برخی از اجرام به ستاره تبدیل نمی شوند، را پیدا کنند. همچنین برای درک چگونگی شکل گیری سیارات به ما کمک می کند چرا که تبدیل شدن یا نشدن یک جرم به ستاره تاثیر زیادی بر منظومۀ آن ستاره و اجرام ِ اطرافش دارد.