Źródło zdjęcia: NASA
Zespół astronomów z UCLA odkrył chmurne, burzowe atmosfery na brązowych karłach - obiektach większych niż gazowe olbrzymy, takich jak Jowisz, ale niewystarczająco dużych, aby zapalić się w pełne gwiazdy. Zamiast stałego chłodzenia obiekty widziały, że stają się jaśniejsze przez krótki czas, więc można to tłumaczyć przerwami w mętnej atmosferze.
Po raz pierwszy badacze zaobserwowali pogodę podobną do planety, która wywiera znaczący wpływ na obiekty poza naszym Układem Słonecznym.
Zespół naukowców z NASA i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) odkrył chmurne, burzliwe atmosfery na brązowych karłach, ciałach niebieskich, które są mniej masywne niż gwiazdy, ale mają większą masę niż gigantyczne planety takie jak Jowisz. Odkrycie zapewni naukowcom lepsze narzędzia do interpretowania atmosfery i pogody na brązowych karłach lub na planetach wokół innych gwiazd.
„Najlepszą analogią do tego, co obserwujemy na tych obiektach, są wzorce burz na Jowiszu” - powiedział Adam Burgasser, astronom z UCLA i główny autor badania. „Ale podejrzewam, że pogoda tych masywniejszych brązowych karłów sprawia, że Wielka Czerwona Plama wygląda jak mały szkwał”. Wielka Czerwona Plama Jowisza to potężna burza o długości ponad 15 000 mil i wietrze o prędkości do 270 mil na godzinę. Burgasser połączył siły z planetologiem Markiem Marleyem, meteorologiem Andrew Ackermanem z NASA Ames Research Center w Kalifornii w Dolinie Krzemowej i innymi współpracownikami, aby zaproponować, w jaki sposób zjawiska pogodowe mogą wyjaśniać zagadkowe obserwacje brązowych karłów.
„Zastanawialiśmy się, co burze mogą zrobić z pojawieniem się brązowych karłów? - powiedziała Marley. „A kiedy Adam pokazał nam nowe dane, zdaliśmy sobie sprawę, że dość dobrze pasuje”. Zespół obliczył, że zastosowanie modelu z pęknięciami lub dziurami w mętnej atmosferze rozwiązało tajemnicze obserwacje chłodzących brązowych karłów.
Brązowe karły, dopiero niedawno obserwowani członkowie niebios, są „w najlepszym razie gwiazdami upadającymi”, powiedział Ackerman. Brązowe karły, które nie są wystarczająco masywne, aby utrzymać spalanie wodoru jak gwiazdy, przechodzą etapy chłodzenia obserwowane przez naukowców za pomocą teleskopów wykrywających energię w podczerwieni. Wyglądają jak słaba poświata, jak żar z ognia, który oddaje zarówno ciepło, jak i energię światła, gdy gaśnie.
Astronomowie spodziewali się, że brązowe karły, jak większość obiektów we wszechświecie, będą stopniowo słabnąć w miarę stygnięcia. Jednak nowe obserwacje wykazały, że podczas stosunkowo krótkiej fazy brązowe karły wydają się jaśniejsze, gdy się ochładzają. Wyjaśnienie leży w chmurach.
Brązowe karły, co najmniej 25 000 razy słabsze od Słońca, są nadal niezwykle gorące, a ich temperatura dochodzi nawet do 2000 stopni Kelvina (3140 F). W tak wysokich temperaturach żelazo i piasek występują jako gazy. Gdy brązowe karły ochładzają się, gazy te kondensują się w atmosferze w postaci kropelek cieczy, tworząc chmury podobne do chmur wodnych na Ziemi. Gdy brązowy karzeł stygnie dalej, następuje szybkie usuwanie chmur spowodowane przez atmosferyczne warunki pogodowe. Gdy chmury są usuwane przez burze, jasne światło podczerwone z cieplejszej atmosfery pod chmurami ucieka, co stanowi niezwykłe rozjaśnienie brązowych karłów.
„Model opracowany przez grupę po raz pierwszy odpowiada charakterystyce bardzo szerokiej gamy brązowych karłów, ale tylko przy uwzględnieniu usuwania chmur”, powiedział Burgasser. „Chociaż wiele grup zasugerowało, że struktury chmur i zjawiska pogodowe powinny być obecne, uważamy, że faktycznie pokazaliśmy, że pogoda jest obecna i może być dość dramatyczna”.
Wykorzystując pogodę ziemską jako punkt wyjścia, Ackerman pomógł zespołowi w pracy z burzami - obejmującymi wiatr, wiatry i żelazny deszcz - w ich obliczeniach. „Astrofizycy potrzebowali pomocy w zrozumieniu deszczu, ponieważ w większości gwiazd nie jest to ważny proces? Powiedział Ackerman. „Wykorzystaliśmy obserwacje i symulacje chmur lądowych, aby oszacować wpływ deszczu żelaza na grubość chmury żelaza”.
Badanie zespołu, które zostanie opublikowane w numerze Astrophysical Journal Letters z 1 czerwca, pomoże badaczom określić skład atmosfery poza naszym układem słonecznym. „Brązowe karły tradycyjnie były badane jak gwiazdy, ale to raczej kontinuum” - powiedziała Marley. „Jeśli podłączysz tych Jupitera do kubka, to jest to tylko brązowy karzeł o bardzo małej masie”. Powiedział, że brązowe karły są poligonem dla naukowców, którzy uczą się, jak interpretować obserwacje obiektów podobnych do planet wokół innych gwiazd. „Każdy chce znaleźć brązowe karły, które są jeszcze zimniejsze i mają chmury wody, tak jak Ziemia. Gdy je znajdziemy, będzie to dobry sprawdzian naszego zrozumienia. ”
Oryginalne źródło: NASA News Release
