3 اسفند ماه 1387 (مطلب شماره 52)
تعریف صحیح از یک ستاره، جسمی است که جرم کافی برای آغاز فرآیند همجوشی هسته ای را درون خود داشته باشد. این، همان چیزی است که در خورشید در حال وقوع است. اما اگرچنانچه ستاره بسیار کوچک باشد، جرم کافی برای فرآیند همجوشی را نیز درون خود نخواهد داشت، و بنابراین به جای آنکه گرمای درونی خود را از طریق فرآیند هسته ای تامین کند، آن را از طریق گرمای آزاد شده حین انقباض گرانشی خود به دست می آورد؛ این اجرام، کوتوله قهوه ای نامیده می شوند.

تصویری از یک کوتوله قهوه ای (نقطه نورانی کوچکتر) که به گرد ستاره Gliese 229 در حال گردش است؛ تصویر از تلسکوپ فضایی هابل (خط نورانی موجود در تصویر بواسطه خطای اپتیکی به نام میخ پراش است و ارتباطی با ستارگان مزبور ندارد) - عکس از : ناسا

کمترین حد جرم برای یک ستاره، جرمی در محدوده 75 تا 80 برابر جرم سیاره مشتری است. بعبارتی دیگر اگر شما بتوانید 80 سیاره به جرم مشتری را گرد هم جمع آورده و آنها را در یکدیگر مچاله کنید، فرآیند هسته ای در هسته جرم ایجاد شده، آغاز می شود. به همین دلیل است که مشتری هیچگاه یک ستاره نخواهد شد. بدین ترتیب کوتوله های قهوه ای مابین غول های گازی عظیم و کوتوله های سرخ (سبک وزن ترین ستارگان) از دیدگاه جرمی قرار می گیرند، در واقع مرز مابین یک سیاره ابرپرجرم و یک کوتوله قهوه ای تقریباً نامشخص است.
کوتوله های قهوه ای نیز همچون ستارگان دیگر، از ابرهای گازی و غباری موجود در سحابی ها (مطلب شماره 13) تشکیل می شوند. اکثر جرمشان در مرکز جمع شده و لایه ای بسیار سبک از ماده اطراف هسته را می پوشاند. گرانش باعث می شود تا ماده به درون خود فروبریزد و بدین ترتیب در اثر اصطکاک ایجاد شده، دمای درون جرم افزایش یابد. پس از حدود 100 میلیون سال، ستارگان فرآیند همجوشی هسته ای را در درون خود آغاز کرده و آرام آرام وارد فاز رشته اصلی می شوند (خورشید هم اکنون در این فاز قرار دارد)؛ کوتوله های قهوه ای از طرف دیگر هرگز فرآیند هسته ای را درون خود آغاز نمی کنند.
در نخستین میلیون سالها، تمایز قائل شدن مابین کوتوله های قهوه ای و ستارگان بسیار سخت است چراکه هر دو جرم بواسطه گرمای ایجاد شده از طریق اصطکاک گرانشی نور افشانی می کنند. پس از گذشت زمان، یک کوتوله قهوه ای آرام آرام شروع به سرد شدن و درخشیدن در نور قرمز مات می کند؛ اما یک ستاره همچنان روشن تر و روشن تر می شود. برای تشخیص یک ستاره و یک کوتوله قهوه ای از یکدیگر، ستاره شناسان وجود لیتیوم در هر دو جرم را مورد بررسی قرار می دهند. تمامی ستارگان از لیتیومی تشکیل می شوند که در زمان انفجار بزرگ (مطلب شماره 33) تشکیل شده بود. ستارگان رشته اصلی، سریعاً لیتیوم خود را مصرف می کنند و آنرا به هلیوم مبدل می سازند؛ اما کوتوله های قهوه ای جرم کافی برای انجام چنین واکنشی را ندارند و بدین ترتیب لیتیوم همچنان درونشان باقی می ماند و ستاره شناسان از این طریق، آنها را تشخی می دهند.

برگرفته از : Universetoday

***