На двух ближайших коричневых карликах зафиксировали резкую смену погоды
Астрономы с помощью телескопа Джеймса Уэбба провели самое длительное на сегодняшний день исследование погоды на коричневых карликах — объектах, которые занимают промежуточное положение между планетой и звездой по массе и свойствам. Под наблюдение попали WISE 1049AB из двойной системы Luhman 16, расположенной всего в 6,5 световых годах от Земли. Эти эталонные «неудавшиеся звезды» позволили изучить атмосферные процессы в сверххолодных средах. Полученные данные помогут ученым построить климатические модели экзопланет.
Коричневые карлики — это не совсем звезды и не совсем планеты. У них недостаточно массы, чтобы поддерживать термоядерную реакцию, как у настоящих звезд, но они все же горячее и массивнее, чем планеты. Астрономы считают их отличным объектом для изучения атмосфер, ведь условия на коричневых карликах похожи на те, что могут быть у гигантских экзопланет.
Наблюдения велись на протяжении семи месяцев и включали два инструмента телескопа JWST: спектрограф NIRSpec, работающий в ближнем инфракрасном диапазоне, и камеру MIRI — в среднем инфракрасном. Ученым удалось охватить диапазон длин волн от 1 до 14 микрон, что позволило заглянуть как в нижние, так и в верхние слои атмосферы карликов. Это первый случай, когда атмосферную вариативность удалось проследить так далеко — до 14 микрон. По словам ведущего автора Сюэцин Чэнь из Эдинбургского университета, такой охват позволил построить трехмерную картину атмосферы и определить, что вызывает изменения на каждой глубине.
Оказалось, что в нижних слоях (от 1 до 2,5 микрон) атмосферу тревожат плотные, но неравномерные облака — вероятно, из мелких силикатных частиц. Это так называемые «пятнистые облака» (patchy clouds), которые создают резкие колебания яркости — их астрономы отслеживают как световые кривые. В верхних слоях (2,5–8,5 микрон) главную роль играют горячие точки, вызванные изменениями температуры и состава газа — например, концентрацией угарного газа и метана. В диапазоне от 8,5 до 11 микрон в одном из карликов (WISE 1049A) обнаружились признаки силикатов — это первый раз, когда такие частицы удалось зарегистрировать напрямую в атмосфере коричневого карлика.
Один из ключевых выводов работы — атмосферные явления в разных слоях не только отличаются по природе, но и сохраняются стабильными в течение длительного времени. «Хотя механизмы вариативности различаются на разных высотах, мы впервые подтвердили, что в пределах одного слоя они остаются неизменными со временем», — отмечают авторы. Это значит, что такие погодные режимы могут быть общими для целого класса подобных объектов.
Значимость работы выходит далеко за пределы одного карлика. Исследование дает основу для новых моделей атмосфер — как у других коричневых карликов, так и у экзопланет. Современные климатические модели, такие как модель общей циркуляции, нуждаются в таких данных, чтобы точно описывать условия на далеких мирах, в том числе потенциально обитаемых.
Чтобы подтвердить универсальность наблюдений, авторы хотят расширить программу: «Нам необходимы более масштабные наблюдения коричневых карликов и планетарных объектов в последовательности L–T–Y, чтобы понять, как устроены и меняются их атмосферы».
Ранее другая группа ученых обнаружила аналог Татуина — знаменитого пустынного мира из «Звездных войн» из «Звездных войн». Планета вращается вокруг двух коричневых карликов, а ее орбита «перпендикулярна».
Самое популярное
