ดาวแคระน้ำตาลมีอายุมักจะอยู่โดดเดี่ยว

 

     ดาวแคระน้ำตาลนั้นอยู่ในช่วงรอยต่อ พวกมันไม่ได้เป็นทั้งดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์ กระทั่งสีน้ำตาลในชื่อของพวกมัน แท้จริงแล้วเป็นสีแดงจัด จะถูกต้องกว่า

     ดาวแคระน้ำตาลเป็นวัตถุฟากฟ้าที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสฯ แต่ก็มีขนาดเล็กกว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลต่ำที่สุด พวกมันก่อตัวเหมือนกับดาวฤกษ์โดยยุบตัวถือกำเนิดจากเมฆก๊าซและฝุ่น แต่ก็ไม่ได้มีมวลมากพอที่จะจุดระเบิดการหลอมไฮโดรเจน เหมือนที่เกิดในดาวฤกษ์ปกติ ในการสร้างวัตถุเหล่านี้ ธรรมชาติลังเลที่จะให้มันส่องสว่างเป็นดาวฤกษ์

     แต่ก็เช่นเดียวกับดาวฤกษ์ แคระน้ำตาลก็อาจก่อตัวขึ้นเป็นคู่และโคจรรอบกันและกัน แต่การสำรวจล่าสุดจากกล้องฮับเบิลได้พบว่ายิ่งแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดและมีมวลเบาที่สุดมีอายุมากขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งมีโอกาสน้อยลงที่จะพบดาวข้างเคียงของแคระน้ำตาล ฮับเบิลสามารถตรวจสอบระบบคู่ที่อยู่ใกล้กันได้ถึงระยะ 4.8 ร้อยล้านกิโลเมตรพอๆ กับระยะทางจากโลกถึงแถบดาวเคราะห์น้อย(asteroid belt) แต่ก็ไม่พบระบบคู่ใดๆ ในตัวอย่างแคระน้ำตาลในละแวกใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์เลย นี่บอกว่าระบบคู่แคระนั้นยึดโยงกันด้วยแรงโน้มถ่วงอย่างปวกเปียก จนพวกมันขยับออกห่างจากกันในเวลาไม่กี่ร้อยล้านปี อันเนื่องจากแรงดึงจากดาวอื่นที่ผ่านเข้ามาใกล้

     การสำรวจของเราได้ยืนยันว่าในกลุ่มของแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดและเบาที่สุด ก็พบดาวข้างเคียงแม้แต่ในระยะที่ห่างอย่างสุดขั้วได้ยากมากๆ แม้ว่าจะสำรวจพบคู่แคระน้ำตาลในอายุที่น้อยกว่าได้ทั่วไป นี่บอกว่า ระบบลักษณะนี้ไม่ได้ยืนยาวนานนัก Clemence Fontanive ผู้เขียนนำจากสถาบันทรอตติเยร์เพื่อการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบ มหาวิทยาลัยมอนทรีออล คานาดา

     ในการสำรวจคล้ายๆ กันที่ Fontanive ทำเมื่อไม่กี่ปีก่อนหน้านี้ ฮับเบิลได้ตรวจสอบแคระน้ำตาลที่มีอายุน้อยมากๆ และบางส่วนก็มีวัตถุข้างเคียงในระบบคู่ ได้ยืนยันว่ากลไกการก่อตัวดาวได้สร้างระบบคู่แคระน้ำตาลมวลต่ำ การขาดแคลนดาวข้างเคียงในระบบคู่สำหรับแคระน้ำตาลที่มีอายุมาก ได้บอกว่าบางส่วนอาจจะเริ่มต้นในฐานะระบบคู่ แต่ก็แยกจากกันเมื่อเวลาผ่านไป

     การค้นพบใหม่จากฮับเบิลเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ยิ่งสนับสนุนทฤษฎีที่บอกว่าแคระน้ำตาลก่อตัวขึ้นแบบเดียวกับดาวฤกษ์ ผ่านการยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงภายในเมฆโมเลกุลก๊าซไฮโดรเจน ความแตกต่างอยู่ที่พวกมันไม่ได้มีมวลมากพอที่จะจุดระเบิดหลอมไฮโดรเจนเพื่อสร้างพลังงาน ในขณะที่ดาวฤกษ์ปกติทำได้

     ดาวในกาแลคซีของเรามากกว่าครึ่ง มีดาวข้างเคียงอยู่ซึ่งเป็นผลจากกระบวนการการก่อตัวเหล่านี้ โดยดาวยิ่งมีมวลสูงขึ้นก็มักพบในระบบคู่ได้มากขึ้น แรงขับดันในการศึกษานี้จริงๆ ก็คือ เพื่อดูว่าแนวโน้มการพบระบบพหุดาราจะเกิดขึ้นจนถึงระดับมวลที่ต่ำได้แค่ไหน Fontanive กล่าว การสำรวจฮับเบิลได้ให้หลักฐานโดยตรงว่าระบบคู่เหล่านี้เมื่อพวกมันยังอายุน้อย ไม่น่าจะอยู่รอดได้นาน พวกมันน่าจะถูกรบกวน เมื่อยังอายุน้อย พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของเมฆโมเลกุล และจากนั้นเมื่ออายุมากขึ้น เมฆก็กระจายหายไป

      เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น สรรพสิ่งก็เริ่มเคลื่อนที่ไปรอบๆ และดาวก็ผ่านเข้าใกล้กันและกัน เนื่องจากแคระน้ำตาลนั้นมีมวลเบา แรงโน้มถ่วงที่ยึดเกาะระบบคู่ในระยะไกล ก็จะอ่อนแออย่างมาก และดาวฤกษ์ที่ผ่านเข้ามาใกล้ก็สะกิดคู่จนแตกออกจากกันได้โดยง่าย Fontanive กล่าว

     ทีมเลือกกลุ่มตัวอย่างแคระน้ำตาลที่ดาวเทียม WISE(Wide-Field Infrared Survey) ของนาซาเคยจำแนกไว้ มันตรวจสอบแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดและมีมวลต่ำที่สุดบางส่วนในละแวกใกล้ดวงอาทิตย์ แคระน้ำตาลอายุมากเหล่านี้จะเย็นมาก(ในกรณีเกือบทั้งหมด อุ่นกว่าดาวพฤหัสฯ เพียงไม่กี่ร้อยองศา) จนชั้นบรรยากาศของพวกมันซึ่งมีไอน้ำ ได้ควบแน่นออกมา

     เพื่อค้นหาดาวข้างเคียงที่เย็นที่สุด ทีมใช้ฟิลเตอร์อินฟราเรดใกล้ที่แตกต่างกัน 2 ชนิด ชนิดหนึ่งจะทำให้แคระน้ำตาลที่เย็นสว่างขึ้น และอีกชนิดหนึ่งจะครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นจำเพาะที่พวกมันจะปรากฏขึ้นอย่างสลัวมาก อันเนื่องจากการดูดกลืนแสงของน้ำในชั้นบรรยากาศ นี่เป็นหลักฐานจากการสำรวจที่ดีที่สุดเท่าที่เคยมีว่าคู่แคระน้ำตาลจะเคลื่อนแยกห่างจากกัน Fontanive กล่าว เราคงไม่สามารถทำการสำรวจนี้ได้สำเร็จและยืนยันแบบจำลองก่อนหน้านี้ได้ถ้าไม่มีสายตาที่คมชัดและความไวของฮับเบิล

    

แหล่งข่าว hubblesite.org : NASA’s Hubble finds that aging brown dwarfs grow lonely