На найближчому коричневому карлику виявлено вітри та струменеві потоки

Виявлено стрічки та смуги на найближчому до Землі коричневому карлику — натяк на процеси, що збивають атмосферу коричневого карлика зсередини.

Про це розповідають в Арізонському університеті.

Коричневі карлики — таємничі небесні об’єкти, які є не зовсім зірками та не зовсім планетами. Вони розміром приблизно з Юпітер, але зазвичай в десятки разів масивніші. Проте вони менш масивні, ніж найменші зірки, тому їхні ядра не мають достатнього тиску, щоб плавити атоми так, як це роблять зірки. Вони гарячі, коли утворюються, і поступово охолоджуються, ледь світяться і повільно тьмяніють протягом усього життя, тому їх важко виявити. Жоден телескоп не може чітко побачити атмосферу цих об’єктів.

"Ми завдалися питанням, чи схожі коричневі карлики на Юпітер з його регулярними поясами та смугами, сформованими у вигляді великих, паралельних, поздовжніх струменів, чи в них буде домінувати постійно мінливий візерунок гігантських штормів, відомих як вихори, подібні до тих, що зустрічаються на полюсах Юпітера?", - сказав дослідник з Арізонського університету Даніель Апай, доцент кафедри астрономії та обсерваторії Стюарда та Місячно-планетарної лабораторії.

Апай є провідним автором нового дослідження, опублікованого нещодавно в "The Astrophysical Journal", яке прагне відповісти на це питання за допомогою нової методики.

Він та його команда виявили, що коричневі карлики вражаюче схожі на Юпітер. Візерунки в атмосфері свідчать про швидкісні вітри, що йдуть паралельно екваторам коричневого карлика. Ці вітри змішують атмосферу, перерозподіляючи тепло, яке виходить із спекотних нутрощів коричневого карлика. Також, як і на Юпітері, вихори домінують у полярних областях.

За словами Апая, деякі атмосферні моделі передбачали цю атмосферну структуру, включаючи моделі покійного Адама Шоумена — професора Місячно-планетарної лабораторії Аризонського університету та лідера у моделюванні атмосфер коричневих карликів.

"Вітрові візерунки та широкомасштабна атмосферна циркуляція часто сильно впливають на атмосферу планет — від клімату Землі до зовнішнього вигляду Юпітера — і тепер ми знаємо, що такі широкомасштабні атмосферні струмені також формують атмосфери коричневих карликів", - сказав Апай, співавторами якого є Луїджі Бедін та Доменіко Нардієлло з Астрономічної обсерваторії Падуї, останній з яких також є членом Лабораторії астрофізики Марселя у Франції.

"Знання того, як вітри дмуть і розподіляють тепло в одному з найбільш вивчених і найближчих коричневих карликів, допомагає нам зрозуміти клімат, екстремальні температури та еволюцію коричневих карликів загалом", - сказав Апай.

Група Апая в Аризонському університеті є світовим лідером з картографування атмосфер коричневих карликів та планет за межами нашої Сонячної системи за допомогою космічних телескопів та нової методики.

Команда використовувала космічний телескоп НАСА "Супутник огляду транзитів екзопланет" (TESS) для вивчення двох найближчих до Землі коричневих карликів. Всього за 6,5 світлових років від нас, ці коричневі карлики називаються Luhman 16 А та В. Хоча обидва вони мають приблизно однаковий розмір з Юпітером, вони обидва більш щільні і тому мають більшу масу. "Лухман 16 A" приблизно у 34 рази масивніший за Юпітер, а "Лухман 16 B" — який був основним предметом дослідження Апая — приблизно у 28 разів масивніший за Юпітер і приблизно на 800 градусів за Цельсієм гарячіший.

"Космічний телескоп TESS, хоча і призначений для полювання на позасонячні планети, також забезпечив цей неймовірно багатий і захоплюючий набір даних про найближчий до нас коричневий карлик", - каже Апай. "Завдяки вдосконаленим алгоритмам, розробленим членами нашої команди, нам вдалося отримати дуже точні вимірювання змін яскравості двох коричневих карликів у міру їх обертання. Коричневі карлики стають яскравішими кожен раз, як більш яскраві області атмосфери повертаються до видимої півкулі і темнішими, коли вони повертаються поза поле зору".

Оскільки космічний телескоп забезпечує надзвичайно точні вимірювання і він не переривається денним світлом, команда зібрала більше обертань, ніж будь-коли раніше, отримавши найбільш детальний огляд циркуляції атмосфери коричневого карлика.

"Жоден телескоп недостатньо великий, щоб забезпечити детальні зображення планет або коричневих карликів", - каже Апай. "Але вимірюючи, як з часом змінюється яскравість цих об'єктів, що обертаються, можна створити грубі карти їх атмосфер — методика, яка в майбутньому також може бути використана для картографування землеподібних планет в інших сонячних системах, які в іншому випадку було б важко помітити".

Результати дослідників показують, що є багато схожості між атмосферною циркуляцією планет Сонячної системи та коричневими карликами. Як результат, коричневі карлики у майбутніх дослідженнях можуть слугувати більш масивними аналогами гігантських планет, що існують поза нашою Сонячною системою.

"Наше дослідження пропонує шаблон для майбутніх досліджень подібних об'єктів щодо того, як досліджувати — і навіть картографувати — атмосферу коричневих карликів і гігантських позасонячних планет без необхідності в телескопах, достатньо потужних для візуального вирішення цих питань", - сказав Апай.

Команда Апая сподівається на подальше дослідження хмар, штормових систем та зон циркуляції, присутніх у коричневих карликах та позасонячних планетах, щоб поглибити наше розуміння атмосфер поза Сонячною системою.

Читайте ще цікаві новини про космос.