Koncepcja artysty brązowego karła 2MASSJ22282889-431026 (NASA / JPL-Caltech)
Złożone wzorce pogodowe w atmosferze szybko obracającego się brązowego karła zostały odwzorowane w sposób jak najbardziej szczegółowy przez naukowców wykorzystujących podczerwień teleskopów kosmicznych Spitzer i Hubble NASA… rozmawiaj o wietrze słonecznym!
Brązowe karły, czasem nazywane gwiazdami nieudanymi, powstają ze skraplającego się gazu i pyłu jak zwykłe gwiazdy, ale nigdy nie udaje im się zebrać wystarczającej masy, aby rozpalić w pełni jądro. W rezultacie bardziej przypominają ogromne planety podobne do Jowisza, promieniujące niskim poziomem ciepła, a jednocześnie posiadające pasma wirów napędzanych wiatrem w ich górnych warstwach atmosferycznych.
Chociaż brązowe karły są ze swej natury bardzo słabe, a zatem trudne do zaobserwowania w widzialnych długościach fal światła, ich ciepło można wykryć za pomocą Hubble'a i Spitzer Space Telescope - które oba mogą „dobrze widzieć” w bliskiej i dalekiej podczerwieni odpowiednio.
Zespół astronomów pod przewodnictwem naukowców z University of Arizona użył tych orbitujących obserwatoriów w dniu 7 lipca 2011 r. Do pomiaru krzywych światła brązowego karła o nazwie 2MASSJ22282889-431026 (w skrócie 2M2228). Okazało się, że podczas gdy 2M2228 wykazywał okresowe rozjaśniając zarówno w bliskiej, jak i dalekiej podczerwieni w trakcie jego szybkiego rotacji 1,43 godziny, ilość i szybkość rozjaśniania zmieniała się pomiędzy różnymi długościami fal wykrytymi przez dwa teleskopy.
„Dzięki Hubble'owi i Spitzerowi byliśmy w stanie spojrzeć na różne warstwy atmosferyczne brązowego karła, podobnie jak lekarze używają technik obrazowania medycznego do badania różnych tkanek w twoim ciele.”
- Daniel Apai, główny śledczy, University of Arizona
Ta nieoczekiwana wariancja - lub przesunięcie fazowe - najprawdopodobniej wskazuje różne warstwy materiału chmur i prędkości wiatru otaczające 2M2228, wirujące wokół gwiazdy karła w bardzo podobny sposób, jak burzowe pasma chmur widoczne na Jowiszu lub Saturnie.
Ale podczas gdy chmury na Jowiszu są zbudowane z gazów takich jak amoniak i metan, chmury 2M2228 są zbudowane z dużo bardziej niezwykłych rzeczy.
„W przeciwieństwie do chmur wodnych Ziemi i chmur amoniaku Jowisza, chmury na brązowych karłach składają się z gorących ziaren piasku, płynnych kropli żelaza i innych egzotycznych związków” - powiedział Mark Marley, naukowiec z Ames Research Center NASA i współautor pracy. „Tak duże zakłócenia atmosferyczne wykryte przez Spitzera i Hubble'a nadają nowe znaczenie koncepcji ekstremalnych warunków pogodowych.”
Choć myślenie o pogodzie na gwiazdach może wydawać się dziwne, pamiętaj, że brązowe karły są znacznie bardziej podobne do planet gazowych niż „prawdziwe” gwiazdy. Chociaż temperatury 1100–1 600 ºF (600–700 ºC) stwierdzone na 2M2228 mogą wydawać się niesamowicie gorące, jest wręcz chłodno w porównaniu z nawet zwykłymi gwiazdami, takimi jak nasze Słońce, które ma średnią temperaturę prawie 10.000 ºF (5600 ºC). Różne materiały gromadzą się w różnych warstwach atmosfery, w zależności od temperatury i ciśnienia, i mogą być penetrowane przez różne długości fal światła podczerwonego - podobnie jak gigantyczne planety gazowe.
„Widzimy tutaj dowody na istnienie masowych, zorganizowanych systemów chmurowych, być może podobnych do gigantycznych wersji Wielkiej Czerwonej Plamy na Jowiszu” - powiedział Adam Showman, teoretyk z University of Arizona zaangażowany w badania. „Te niezsynchronizowane odmiany światła zapewniają odcisk palca tego, jak układy pogodowe brązowego karła układają się w pionie. Dane sugerują, że regiony brązowego karła, w których jest pochmurno i bogate w pary krzemianowe głęboko w atmosferze, pokrywają się z gorszymi, suchszymi warunkami na wyższych wysokościach - i odwrotnie. ”
Wyniki zespołu zostały przedstawione dzisiaj, 8 stycznia, podczas 221. spotkania American Astronomical Society w Long Beach w Kalifornii.
Przeczytaj więcej na stronie Spitzer i znajdź artykuł zespołu w formacie PDF tutaj.
Wstawka: anatomia atmosfery brązowego karła (NASA / JPL).
