«Уэбб» впервые наблюдал, как меняются водяные облака за пределами Солнечной системы
Астрономы впервые подтвердили, что водяные облака на объекте за пределами Солнечной системы меняют толщину. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» проследил эти изменения в атмосфере WISE 0855 — самого холодного из известных коричневых карликов. Он находится в 7,5 световых годах от Земли. Данные помогли ученым отделить изменения облачного покрова от других процессов в атмосфере.
Команда под руководством Бриттани Майлз из Обсерватории Стюарда Аризонского университета наблюдала за WISE 0855 в течение 11 часов. Каждые 15 минут телескоп получал спектр — данные о том, сколько света объект излучает на разных длинах волн. Молекулы газов поглощают свет в определенных участках спектра. По этим следам ученые изучают состав атмосферы, а по тому, как спектр меняется со временем — процессы внутри нее.
WISE 0855 вращается, поэтому телескоп видит разные участки его атмосферы. Они отличаются температурой и облачным покровом. Наблюдения показали, что водяные облака становятся то толще, то тоньше. Прежде ученые могли отслеживать изменения яркости этого объекта, но не могли надежно разделить влияние облаков, температуры и химического состава. Спектры «Уэбба» позволили различить эти сигналы.
WISE 0855 по размеру близок к Юпитеру, а его масса, по оценке авторов, примерно вдвое больше. Его температура составляет около 265 кельвинов, или −8 °C. Коричневые карлики похожи на звезды, но им не хватает массы, чтобы поддерживать в недрах термоядерные реакции, которые питают обычные звезды. Они слабо излучают тепло, оставшееся после того, как сформировались. По своим свойствам WISE 0855 близок к свободно летящей планете-гиганту.
Кроме облаков, ученые заметили отдельные периодические изменения в участках спектра, связанных с угарным газом и фосфином — соединением фосфора и водорода. Авторы связывают их с конвекцией: тепло из недр заставляет газ подниматься из глубоких, горячих слоев атмосферы и переносить эти вещества наверх. Похожий процесс происходит на Юпитере. Астрономы уже находили признаки такого перемешивания у коричневых карликов, но теперь смогли проследить, как меняются сигналы отдельных молекул.
Эти данные помогут проверять модели атмосфер планет-гигантов. Хотя Юпитер и WISE 0855 отличаются друг от друга, облака и потоки газа в их атмосферах подчиняются сходным физическим законам. Ученые создают такие модели и для экзопланет, которые «Уэбб» ищет у других звезд.
Команда планирует продолжить наблюдения, чтобы уточнить, как вращается WISE 0855 и как движется газ в его атмосфере. Статья с результатами доступна на сервере препринтов arXiv и принята к публикации в The Astrophysical Journal.
Самое популярное
