ضمیمه دانش روزنامه اطلاعات نوشت: کوتوله‌های قهوه‌ای اجسامی کم‌نور و از کوچک‌ترین ستاره‌ها کوچک‌تر اما از سیاره‌های گازی مانند مشتری بزرگ‌تر هستند. کوتوله‌های قهوه‌ای ستاره‌هایی به شمار می‌روند که جرم کافی برای سوختن و همجوشی هسته‌ای ندارند.
آن‌ها مانند ستاره‌ها متولد می‌شوند اما بدون عمل همجوشی به‌راحتی سرد شده و در نهایت از دید ما پنهان می‌شوند. ستاره‌های کوتوله قهوه‌ای، ستاره‌های در حال مرگی هستند که در گستره عظیم اجرام آسمانی، جایی میان کوچک‌ترین ستاره‌ها و بزرگ‌ترین سیاره‌ها واقع شده‌اند. پیش‌بینی می‌شود که کمتر از دوسوم ستاره‌های همجوار ما کوتوله‌های قهوه‌ای باشند که هنوز کشف نشده‌اند.
دمای کوتوله‌های قهوه‌ای به‌قدری پایین است که می‌توانند در اتمسفر خود مولکول‌هایی از قبیل متان، بخار آب و بخار آمونیاک را تشکیل دهند. تیرگی کوتوله‌های قهوه‌ای مانند هیولایی که در لابلای درختان پنهان شده‌اند سبب اغفال دانشمندان و ناشناخته ماندن آن‌ها شده است. کوتوله‌های قهوه‌ای ستارگان کوچکی هستند که برای سوزاندن هیدروژن جرم کافی ندارند.
همچنین به علت فقدان گرمای کافی در مرکز آن‌ها همجوشی هسته‌ای هم صورت نمی‌گیرد. دمای سطحی یک کوتوله با گذشت زمان کاهش می‌یابد و به دمای سیاره نزدیک می‌شود. به دلیل درخشندگی بسیار اندک، آشکارسازی آن‌ها بسیار دشوار است. باید یادآور شد که کوتوله‌های قهوه‌ای برخلاف نامشان همیشه قهوه‌ای نیستند بلکه اغلب زرشکی یا سرخ آجری هستند.
نخستین کوتوله قهوه‌ای کشف شده ستاره Gliese۲۲۹B است که همدم ستاره Gliese۲۲۹در صورت فلکی خرگوش به شمار می‌رود و در سال ۱۹۹۵ کشف شد. فاصله آن از زمین ۱۹ سال نوری است و تخمین زده شده که جرم آن حدود ۲۰ تا ۵۰ برابر جرم سیاره مشتری باشد. مشاهدات طیف‌سنجی که با کمک تلسکوپ ۵ متری «هیل» انجام شده نشان از وجود متان، مانند آن چه که در سیارات بزرگ منظومه شمسی دیده می‌شود دارد.
دانشمندان ثابت کرده‌اند که لیتیوم در کوتوله‌های قهوه‌ای وجود دارد ولی در ستارگان کوچک وجود ندارد زیرا در اثر گرمای ناشی از گداخته شدن توسط هیدروژن از بین می‌رود. اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ یا دورنگر عظیم ده متری «کک» واقع در هاوایی توانستند وجود لیتیوم را به‌طور مشهود در یکی از کوتوله‌های قهوه‌ای به نام «پی پی ال ۱۵» مشخص کنند.
محل این کوتوله قهوه‌ای در خوشه پروین معروف «هفت خواهران» است. پی پی ال ۱۵ تقریباً ۸۰ برابر توده گازی مشتری است. سردترین کوتوله قهوه‌ای کشف شده Gliese۵۷۰D نام دارد که در طول موج‌های رادیویی کشف شده است. طیف آن خطوط عنصر لیتیوم دارد.
دمای آن تا ۴۸۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد و به‌اندازه سیاره مشتری اما جرمش ۵۰ برابر بیشتر از مشتری است. این ستاره در یک سیستم ستاره‌ای سه‌تایی در صورت فلکی میزان و در فاصله ۱۹ سال نوری از زمین قرار دارد.
دومین کوتوله قهوه‌ای سرد دارای دمای سطحی ۶۲۳ درجه کلوین یعنی فقط ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد است. درحالی‌که دمای سطحی خورشید حدود ۶۰۰۰ درجه کلوین و دمای سطحی سردترین غول‌های سرخ ۲۰۰۰ درجه کلوین است.
ستاره‌شناسان با استفاده از ابزارهای مشاهده فروسرخ مانند تلسکوپ‌های جمینی شمالی و رصدخانه جنوبی اروپایی در شیلی، این کوتوله قهوه‌ای را کشف کردند. این جرم نیز همسایه آسمانی ما محسوب می‌شود چراکه بیش از ۴۰ سال نوری با ما فاصله ندارد. این کوتوله قهوه‌ای را «CFBDS۰۰۵۹ » نامیده‌اند که دمای سطحی آن برابر سطح عطارد است. این ستاره به خاطر دمای پایین نمی‌تواند در نور مرئی تابش کند و فقط در طول موج فروسرخ نزدیک می‌تابد؛ در نتیجه فقط به‌وسیله ابزارآلات رصدی مخصوص قابل‌مشاهده است. CFBDS۰۰۵۹اندازه‌ای بسیار کوچک دارد و جرم آن فقط ۱۵ تا ۳۰ برابر سیاره مشتری است.
دمای این نوع کوتوله قهوه‌ای به‌قدری کم است که می‌تواند در اتمسفرش بخار آمونیاک تولید کند.کوتوله‌های قهوه‌ای در میان سیارات پرجرم و ستارگان کوچک قرار می‌گیرند. این ستارگان جرمی بیشتر از ۸۰ برابر جرم سیاره مشتری دارند ولی آن‌قدر پرجرم نیستند که بتوانند واکنش‌های همجوشی هسته‌ای را در مرکز خود به راه بیاندازند.
به‌هرحال گرمای تولید شده در مرکز به علت فشار گازها، از طریق همرفت به سطح آن‌ها می‌رسد. اگر جرم سیاره‌ای مثل مشتری را افزایش دهیم آهسته آهسته به حوزه کوتوله‌های قهوه‌ای وارد می‌شویم ولی هنوز مرز بین کوتوله‌های قهوه‌ای و سیارات پرجرم به‌درستی مشخص نیست. شاید این کشف جدید به دانشمندان در یافتن راه حلی مناسب کمک کند.
در مورد کوتوله‌های قهوه‌ای رکوردهای متعدد دیگری نیز به‌دست آمده است. در مورد درخشندگی آن‌ها باید گفت که اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ ۳.۶ متری NTT توانستند از کم نورترین کوتوله قهوه‌ای به‌طور مستقیم تصویربرداری کنند.
به عقیده دانشمندان پس از این کشف با نسل جدیدی از سیستم‌های ستاره‌ای روبرو هستیم که علاوه بر سیارات اجرام ستاره‌ای را نیز در بر می‌گیرند. این کوتوله که HD۳۶۵۱B نام دارد با جرمی حدود ۲۰ تا ۶۰ برابر سیاره مشتری، کم‌سوترین همدم ستاره HD۳۶۵۱ در فراسوی خورشید است. فاصله این کوتوله قهوه‌ای تا ستاره مادر، ۱۶ بار از فاصله سیاره نپتون تا خورشید بیشتر است.
ستاره HD۳۶۵۱با جرمی برابر خورشید در فاصله ۳۶ سال نوری از ما در صورت فلکی حوت (ماهی) قرار دارد. تا مدت‌ها تصور می‌شد که این ستاره فقط میزبان سیاره‌ای فراخورشیدی است و این سیاره نیز با جرمی کمتر از جرم زحل و فاصله‌ای کمتر از فاصله عطارد تا خورشید هر ۶۲ روز یک‌بار به دور ستاره مادر در گردش است.
این کشف از اهمیت زیادی برخوردار بود و می‌توان نتیجه گرفت که سیارات و کوتوله‌های قهوه‌ای توانایی شکل‌گیری پیرامون یک ستاره مادر را دارا هستند.
کوتوله قهوه‌ای HD۳۶۵۱B کم‌سوترین همدم ستاره‌ای است که تاکنون به‌طور مستقیم کشف شده و علاوه بر این در مأموریت نقشه‌برداری از آسمان پالومار هم ثبت نشده است. به‌بیان‌دیگر به دلیل دمای پایین کوتوله قهوه‌ای که بین ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد است و نیز جرم نسبتاً اندک آن، ۳۰۰ هزار بار کم نورتر از خورشید است و در طیف فروسرخ نیز قابل‌مشاهده نیست.
با توجه به درخشندگی بسیار اندک کوتوله‌های قهوه‌ای سرد، جستجوی آن‌ها در طیف فروسرخ هم بسیار مشکل است به‌طوری‌که تاکنون فقط دو نوع ازاین‌گونه اجرام آن‌هم به‌طور غیرمستقیم کشف شده است. مطالعه کوتوله‌های قهوه‌ای نقش بسیار مهمی در افزایش دانش ما نسبت به اجزای تشکیل‌دهنده اتمسفر آن‌ها دارا است.
در حال حاضر بیش از ۱۷۰ ستاره در فراسوی خورشید دارای همدم سیاره‌ای هستند. در اطراف برخی از این ستارگان علاوه بر سیاره، اجرام ستاره‌ای نیز وجود دارند.
این بدان معنا است که سیارات نیز می‌توانند در محیط و شرایطی آشفته به وجود آیند. درحالی‌که سیارات منظومه شمسی در محیطی نسبتاً آرام و به دور ستاره‌ای واحد شکل گرفته‌اند. سیاره همدم در مقایسه با کوتوله قهوه‌ای در فاصله‌ای نزدیک به دور ستاره مادر HD۳۶۵۱در گردش است به‌طوری‌که HD۳۶۵۱Bحدود ۱۵۰۰ بار دورتر از این فاصله قرار دارد.
اخترشناسان دانشگاه «استونی بروک» در مطالعه‌ای از تلسکوپ فضایی اسپیتزر مادون‌قرمز ناسا برای رصد کوتوله‌های قهوه‌ای و بررسی تغییرات روشنایی آن‌ها استفاده کردند.
در قالب «برنامه آب و هوای سیارات دیگر» تلسکوپ اسپیتزر، روشنایی ۴۴ کوتوله قهوه‌ای در مدت ۲۰ ساعت مورد بررسی قرار گرفت و اخترشناسان موفق به شناسایی تغییرات دوره‌ای در روشنایی شدند که می‌تواند نشانه‌ای از وجود ابر یا طوفان در جو این کوتوله‌های قهوه‌ای باشد.
ابرها داغ‌تر از آن هستند که حاوی آب باشند و به نظر می‌رسد که چنین ابرهایی از شن و آهن مذاب تشکیل شده است. طوفان‌ها دست‌کم چند ساعت دوام داشته و شباهت زیادی به طوفان جوی سیاره مشتری موسوم به لکه سرخ بزرگ (GRS) دارند؛ این طوفان‌ها به مدت کمتر از یک روز رصد شدند و هنوز به‌طور دقیق مشخص نیست که آیا آن‌ها به مدت چند ماه یا چند سال دوام داشته‌باشند.
بررسی وضعیت آب و هوای کوتوله‌های قهوه‌ای به درک بهتر وضعیت آب و هوایی در سیارات غول‌پیکر خارج از منظومه شمسی کمک می‌کند.
ضمیمه دانش روزنامه اطلاعات نوشت: کوتوله‌های قهوه‌ای اجسامی کم‌نور و از کوچک‌ترین ستاره‌ها کوچک‌تر اما از سیاره‌های گازی مانند مشتری بزرگ‌تر هستند. کوتوله‌های قهوه‌ای ستاره‌هایی به شمار می‌روند که جرم کافی برای سوختن و همجوشی هسته‌ای ندارند.
آن‌ها مانند ستاره‌ها متولد می‌شوند اما بدون عمل همجوشی به‌راحتی سرد شده و در نهایت از دید ما پنهان می‌شوند. ستاره‌های کوتوله قهوه‌ای، ستاره‌های در حال مرگی هستند که در گستره عظیم اجرام آسمانی، جایی میان کوچک‌ترین ستاره‌ها و بزرگ‌ترین سیاره‌ها واقع شده‌اند. پیش‌بینی می‌شود که کمتر از دوسوم ستاره‌های همجوار ما کوتوله‌های قهوه‌ای باشند که هنوز کشف نشده‌اند.
دمای کوتوله‌های قهوه‌ای به‌قدری پایین است که می‌توانند در اتمسفر خود مولکول‌هایی از قبیل متان، بخار آب و بخار آمونیاک را تشکیل دهند. تیرگی کوتوله‌های قهوه‌ای مانند هیولایی که در لابلای درختان پنهان شده‌اند سبب اغفال دانشمندان و ناشناخته ماندن آن‌ها شده است. کوتوله‌های قهوه‌ای ستارگان کوچکی هستند که برای سوزاندن هیدروژن جرم کافی ندارند.
همچنین به علت فقدان گرمای کافی در مرکز آن‌ها همجوشی هسته‌ای هم صورت نمی‌گیرد. دمای سطحی یک کوتوله با گذشت زمان کاهش می‌یابد و به دمای سیاره نزدیک می‌شود. به دلیل درخشندگی بسیار اندک، آشکارسازی آن‌ها بسیار دشوار است. باید یادآور شد که کوتوله‌های قهوه‌ای برخلاف نامشان همیشه قهوه‌ای نیستند بلکه اغلب زرشکی یا سرخ آجری هستند.
نخستین کوتوله قهوه‌ای کشف شده ستاره Gliese۲۲۹B است که همدم ستاره Gliese۲۲۹در صورت فلکی خرگوش به شمار می‌رود و در سال ۱۹۹۵ کشف شد. فاصله آن از زمین ۱۹ سال نوری است و تخمین زده شده که جرم آن حدود ۲۰ تا ۵۰ برابر جرم سیاره مشتری باشد. مشاهدات طیف‌سنجی که با کمک تلسکوپ ۵ متری «هیل» انجام شده نشان از وجود متان، مانند آن چه که در سیارات بزرگ منظومه شمسی دیده می‌شود دارد.
دانشمندان ثابت کرده‌اند که لیتیوم در کوتوله‌های قهوه‌ای وجود دارد ولی در ستارگان کوچک وجود ندارد زیرا در اثر گرمای ناشی از گداخته شدن توسط هیدروژن از بین می‌رود. اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ یا دورنگر عظیم ده متری «کک» واقع در هاوایی توانستند وجود لیتیوم را به‌طور مشهود در یکی از کوتوله‌های قهوه‌ای به نام «پی پی ال ۱۵» مشخص کنند.
محل این کوتوله قهوه‌ای در خوشه پروین معروف «هفت خواهران» است. پی پی ال ۱۵ تقریباً ۸۰ برابر توده گازی مشتری است. سردترین کوتوله قهوه‌ای کشف شده Gliese۵۷۰D نام دارد که در طول موج‌های رادیویی کشف شده است. طیف آن خطوط عنصر لیتیوم دارد.
دمای آن تا ۴۸۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد و به‌اندازه سیاره مشتری اما جرمش ۵۰ برابر بیشتر از مشتری است. این ستاره در یک سیستم ستاره‌ای سه‌تایی در صورت فلکی میزان و در فاصله ۱۹ سال نوری از زمین قرار دارد.
دومین کوتوله قهوه‌ای سرد دارای دمای سطحی ۶۲۳ درجه کلوین یعنی فقط ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد است. درحالی‌که دمای سطحی خورشید حدود ۶۰۰۰ درجه کلوین و دمای سطحی سردترین غول‌های سرخ ۲۰۰۰ درجه کلوین است.
ستاره‌شناسان با استفاده از ابزارهای مشاهده فروسرخ مانند تلسکوپ‌های جمینی شمالی و رصدخانه جنوبی اروپایی در شیلی، این کوتوله قهوه‌ای را کشف کردند. این جرم نیز همسایه آسمانی ما محسوب می‌شود چراکه بیش از ۴۰ سال نوری با ما فاصله ندارد. این کوتوله قهوه‌ای را «CFBDS۰۰۵۹ » نامیده‌اند که دمای سطحی آن برابر سطح عطارد است. این ستاره به خاطر دمای پایین نمی‌تواند در نور مرئی تابش کند و فقط در طول موج فروسرخ نزدیک می‌تابد؛ در نتیجه فقط به‌وسیله ابزارآلات رصدی مخصوص قابل‌مشاهده است. CFBDS۰۰۵۹اندازه‌ای بسیار کوچک دارد و جرم آن فقط ۱۵ تا ۳۰ برابر سیاره مشتری است.
دمای این نوع کوتوله قهوه‌ای به‌قدری کم است که می‌تواند در اتمسفرش بخار آمونیاک تولید کند.کوتوله‌های قهوه‌ای در میان سیارات پرجرم و ستارگان کوچک قرار می‌گیرند. این ستارگان جرمی بیشتر از ۸۰ برابر جرم سیاره مشتری دارند ولی آن‌قدر پرجرم نیستند که بتوانند واکنش‌های همجوشی هسته‌ای را در مرکز خود به راه بیاندازند.
به‌هرحال گرمای تولید شده در مرکز به علت فشار گازها، از طریق همرفت به سطح آن‌ها می‌رسد. اگر جرم سیاره‌ای مثل مشتری را افزایش دهیم آهسته آهسته به حوزه کوتوله‌های قهوه‌ای وارد می‌شویم ولی هنوز مرز بین کوتوله‌های قهوه‌ای و سیارات پرجرم به‌درستی مشخص نیست. شاید این کشف جدید به دانشمندان در یافتن راه حلی مناسب کمک کند.
در مورد کوتوله‌های قهوه‌ای رکوردهای متعدد دیگری نیز به‌دست آمده است. در مورد درخشندگی آن‌ها باید گفت که اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ ۳.۶ متری NTT توانستند از کم نورترین کوتوله قهوه‌ای به‌طور مستقیم تصویربرداری کنند.
به عقیده دانشمندان پس از این کشف با نسل جدیدی از سیستم‌های ستاره‌ای روبرو هستیم که علاوه بر سیارات اجرام ستاره‌ای را نیز در بر می‌گیرند. این کوتوله که HD۳۶۵۱B نام دارد با جرمی حدود ۲۰ تا ۶۰ برابر سیاره مشتری، کم‌سوترین همدم ستاره HD۳۶۵۱ در فراسوی خورشید است. فاصله این کوتوله قهوه‌ای تا ستاره مادر، ۱۶ بار از فاصله سیاره نپتون تا خورشید بیشتر است.
ستاره HD۳۶۵۱با جرمی برابر خورشید در فاصله ۳۶ سال نوری از ما در صورت فلکی حوت (ماهی) قرار دارد. تا مدت‌ها تصور می‌شد که این ستاره فقط میزبان سیاره‌ای فراخورشیدی است و این سیاره نیز با جرمی کمتر از جرم زحل و فاصله‌ای کمتر از فاصله عطارد تا خورشید هر ۶۲ روز یک‌بار به دور ستاره مادر در گردش است.
این کشف از اهمیت زیادی برخوردار بود و می‌توان نتیجه گرفت که سیارات و کوتوله‌های قهوه‌ای توانایی شکل‌گیری پیرامون یک ستاره مادر را دارا هستند.
کوتوله قهوه‌ای HD۳۶۵۱B کم‌سوترین همدم ستاره‌ای است که تاکنون به‌طور مستقیم کشف شده و علاوه بر این در مأموریت نقشه‌برداری از آسمان پالومار هم ثبت نشده است. به‌بیان‌دیگر به دلیل دمای پایین کوتوله قهوه‌ای که بین ۵۰۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد است و نیز جرم نسبتاً اندک آن، ۳۰۰ هزار بار کم نورتر از خورشید است و در طیف فروسرخ نیز قابل‌مشاهده نیست.
با توجه به درخشندگی بسیار اندک کوتوله‌های قهوه‌ای سرد، جستجوی آن‌ها در طیف فروسرخ هم بسیار مشکل است به‌طوری‌که تاکنون فقط دو نوع ازاین‌گونه اجرام آن‌هم به‌طور غیرمستقیم کشف شده است. مطالعه کوتوله‌های قهوه‌ای نقش بسیار مهمی در افزایش دانش ما نسبت به اجزای تشکیل‌دهنده اتمسفر آن‌ها دارا است.
در حال حاضر بیش از ۱۷۰ ستاره در فراسوی خورشید دارای همدم سیاره‌ای هستند. در اطراف برخی از این ستارگان علاوه بر سیاره، اجرام ستاره‌ای نیز وجود دارند.
این بدان معنا است که سیارات نیز می‌توانند در محیط و شرایطی آشفته به وجود آیند. درحالی‌که سیارات منظومه شمسی در محیطی نسبتاً آرام و به دور ستاره‌ای واحد شکل گرفته‌اند. سیاره همدم در مقایسه با کوتوله قهوه‌ای در فاصله‌ای نزدیک به دور ستاره مادر HD۳۶۵۱در گردش است به‌طوری‌که HD۳۶۵۱Bحدود ۱۵۰۰ بار دورتر از این فاصله قرار دارد.
اخترشناسان دانشگاه «استونی بروک» در مطالعه‌ای از تلسکوپ فضایی اسپیتزر مادون‌قرمز ناسا برای رصد کوتوله‌های قهوه‌ای و بررسی تغییرات روشنایی آن‌ها استفاده کردند.
در قالب «برنامه آب و هوای سیارات دیگر» تلسکوپ اسپیتزر، روشنایی ۴۴ کوتوله قهوه‌ای در مدت ۲۰ ساعت مورد بررسی قرار گرفت و اخترشناسان موفق به شناسایی تغییرات دوره‌ای در روشنایی شدند که می‌تواند نشانه‌ای از وجود ابر یا طوفان در جو این کوتوله‌های قهوه‌ای باشد.
ابرها داغ‌تر از آن هستند که حاوی آب باشند و به نظر می‌رسد که چنین ابرهایی از شن و آهن مذاب تشکیل شده است. طوفان‌ها دست‌کم چند ساعت دوام داشته و شباهت زیادی به طوفان جوی سیاره مشتری موسوم به لکه سرخ بزرگ (GRS) دارند؛ این طوفان‌ها به مدت کمتر از یک روز رصد شدند و هنوز به‌طور دقیق مشخص نیست که آیا آن‌ها به مدت چند ماه یا چند سال دوام داشته‌باشند.
بررسی وضعیت آب و هوای کوتوله‌های قهوه‌ای به درک بهتر وضعیت آب و هوایی در سیارات غول‌پیکر خارج از منظومه شمسی کمک می‌کند.