تسمى أحيانًا بالنجوم الفاشلة ، الأقزام البنية تمتد على الخط الفاصل بين النجم والكوكب. الأقزام البنية ضخمة جدًا لتكون كوكبًا 'عادلًا' ، ولكنها تفتقر إلى المواد الكافية لبدء الاندماج وتصبح نجمة كاملة ، فهي نوع من الطفل الأوسط للأجسام الكونية. تم اكتشافها لأول مرة في التسعينيات ، وكانت أصولها لغزا لعلماء الفلك. لكن باحثين من كندا والنمسا يعتقدون الآن أن لديهم إجابة عن السؤال: من أين أتت الأقزام البنية؟
إذا كانت هناك كتلة كافية في سحابة من المواد الكونية لبدء السقوط على نفسها ، وتدور تدريجياً وتنهار تحت جاذبيتها لتضغط وتشكل نجمًا ، فلماذا توجد أقزام بنية؟ إنها ليست مجرد كواكب كبيرة الحجم - فهي ليست في مدار حول نجم. إنهم ليسوا نجومًا 'بردوا' - هؤلاء همأبيضالأقزام (وهي شيء آخر تمامًا.) من المحتمل ألا يكون للمادة التي يتكون منها قزم بني ما يكفي من الكتلة والزخم الزاوي لبدء العملية برمتها من البداية ، ومع ذلك فهي موجودة هناك ... وباعتبارها علماء الفلك يكتشفون ذلك الآن يعرفون كيف يبحثون عنها ، هناك الكثير.
فكيف تشكلوا؟
وفقًا لبحث أجراه شانتانو باسو من جامعة ويسترن أونتاريو وإدوارد آي فوروبيوف من جامعة فيينا في النمسا والجامعة الفيدرالية الجنوبية الروسية ، ربما تم قذف الأقزام البنية من الأقراص النجمية الأخرى أثناء تكوينها ، وأخذت كتلًا من المواد معهم لاستكمال تطورهم.
وضع باسو وفوروبيوف نموذجًا لديناميكيات الأقراص النجمية ، سحب الغاز والغبار التي تشكل نجومًا 'حقيقية'. (تشكل نظامنا الشمسي من قرص واحد من هذا القبيل منذ ما يقرب من خمسة مليارات سنة). ما وجدوه هو أنه في ظل زخم زاوي كافٍ - أي الدوران - يمكن للقرص بسهولة إخراج كتل أكبر من المواد مع الاحتفاظ بقايا كافية لتشكيلها في النهاية نجم.
نموذج لكيفية إخراج كتلة من مادة منخفضة الكتلة من قرص (S. Basu / E. Vorobyev)
ستستمر الكتل المقذوفة بعد ذلك في التكثيف لتصبح جسمًا هائلًا ، ولكن ليس بالقدر الكافي لبدء اندماج الهيدروجين. فبدلاً من النجوم ، أصبحوا أقزامًا بنية - لا يزالون يشعون حرارة ولكن ليس مثل نجم حقيقي. (وهم ليسوا بني اللون حقًا ، بالمناسبة ... هم على الأرجح أحمر باهت.)
في الواقع ، وجد باسو وفوروبيوف أن قرصًا نجميًا واحدًا يمكنه إخراج أكثر من كتلة واحدة أثناء تطوره ، مما يؤدي إلى تكوين أقزام بنية متعددة.
إذا كان هذا السيناريو هو بالفعل الطريقة التي تتشكل بها الأقزام البنية ، فمن المنطقي أن الكون قد يكون ممتلئًا بها. نظرًا لأنها ليست مضيئة جدًا ويصعب اكتشافها على مسافات طويلة ، يقترح الباحثون أن الأقزام البنية قد تكون جزءًا من الإجابة على لغز المادة المظلمة.
قال باسو: 'قد تكون هناك كتلة كبيرة في الكون محبوسة في أقزام بنية وتساهم على الأقل بجزء من ميزانية المادة المظلمة المفقودة في الكون'. 'والفكرة الشائعة القائلة بأن النجوم الأولى في الكون المبكر كانت ذات كتلة عالية جدًا قد تحتاج أيضًا إلى مراجعة.'
بناءً على هذه الفرضية ، مع العدد المحتمل للأقزام البنية التي يمكن أن تكون في مجرتنا وحدها ، قد نجد أن هذه 'النجوم الفاشلة' في الواقع ناجحة تمامًا بعد كل شيء.
الفريق ورقة ابحاث تم قبوله في 1 مارس فيمجلة الفيزياء الفلكية.
اقرأ المزيد في البيان الصحفي لجامعة ويسترن أونتاريو هنا .