Исследовательская группа, возглавляемая Университетом Аризоны, обнаружила полосы и полосы на самом близком к Земле коричневом карлике, намекая на процессы, вспенивающие атмосферу коричневого карлика изнутри.

Коричневые карлики-загадочные небесные объекты, которые не совсем звезды и не совсем планеты. Они размером примерно с Юпитер, но обычно в десятки раз массивнее. Тем не менее, они менее массивны, чем самые маленькие звезды, поэтому их ядра не имеют достаточного давления, чтобы сплавить атомы, как это делают звезды. Они горячи, когда формируются, и постепенно остывают, слабо светятся и медленно тускнеют на протяжении всей своей жизни, что затрудняет их поиск. Ни один телескоп не может ясно видеть атмосферу этих объектов.

"Мы задавались вопросом, похожи ли коричневые карлики на Юпитер с его правильными поясами и полосами, сформированными большими, параллельными, продольными струями, или они будут доминировать над постоянно меняющимся рисунком гигантских штормов, известных как вихри, подобные тем, которые находятся на полюсах Юпитера?" об этом сообщил исследователь Уаризона Даниэль апай, доцент кафедры астрономии и Стюардской обсерватории и лунно-планетарной лаборатории.

Апаи является ведущим автором нового исследования, опубликованного сегодня в Астрофизическом журнале, которое стремится ответить на этот вопрос с помощью новой техники.

Он и его команда обнаружили, что коричневые карлики поразительно похожи на Юпитер. Узоры в атмосфере показывают высокоскоростные ветры, идущие параллельно экваторам коричневых дрейфов. Эти ветры смешивают атмосферу, перераспределяя тепло, которое выходит из горячих недр коричневых карликов. Кроме того, подобно Юпитеру, вихри доминируют в полярных областях.

Некоторые атмосферные модели предсказывали эту атмосферную картину, сказал Апаи, включая модели покойного Адама шоумена, профессора Лунной и планетарной лаборатории Уаризоны и лидера в области моделей атмосферы коричневых карликов.

"Характер ветра и крупномасштабная атмосферная циркуляция часто оказывают глубокое влияние на атмосферу планет, от климата Земли до внешнего вида Юпитера, и теперь мы знаем, что такие крупномасштабные атмосферные струи также формируют атмосферу коричневых карликов",-сказал Апаи, соавторами которого являются астрономическая обсерватория Падуи Луиджи Бедин и Доменико Нардиелло, который также связан с Лабораторией астрофизики Марселя во Франции.

"Знание того, как ветры дуют и перераспределяют тепло в одном из наиболее изученных и близких коричневых карликов, помогает нам понять климат, экстремальные температуры и эволюцию коричневых карликов в целом",-сказал Апаи.Группа Апаи в Уаризоне является мировым лидером в картографировании атмосфер коричневых карликов и планет за пределами нашей Солнечной системы с помощью космических телескопов и нового метода.

Команда использовала космический телескоп NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite, или TESS, для изучения двух ближайших к Земле коричневых карликов. На расстоянии всего 6 1/2 световых лет коричневые карлики называются Luhman 16 A и B. Хотя оба они примерно того же размера, что и Юпитер, они более плотные и, следовательно, содержат больше массы. Luhman 16 A примерно в 34 раза массивнее Юпитера, а Luhman 16 B—который был основным предметом исследования Апаи—примерно в 28 раз массивнее Юпитера и примерно на 1500 градусов по Фаренгейту горячее.

"Космический телескоп TESS, хотя и предназначенный для поиска внеземных планет, также предоставил этот невероятно богатый и захватывающий набор данных о ближайшем к нам коричневом карлике", - сказал Апаи. "С помощью передовых алгоритмов, разработанных членами нашей команды, мы смогли получить очень точные измерения изменений яркости при вращении двух коричневых карликов. Коричневые карлики становятся ярче, когда более яркие атмосферные области превращаются в видимое полушарие, и темнее, когда они вращаются вне поля зрения."

Поскольку космический телескоп обеспечивает чрезвычайно точные измерения и не прерывается дневным светом, команда собрала больше вращений, чем когда-либо прежде, обеспечивая наиболее детальное представление об атмосферной циркуляции коричневого карлика.

- Ни один телескоп не может дать детального изображения планет или коричневых карликов, - сказал Апаи. - Но, измеряя, как меняется яркость этих вращающихся объектов с течением времени, можно создать грубые карты их атмосфер—метод, который в будущем также может быть использован для картирования похожих на Землю планет в других солнечных системах, которые в противном случае было бы трудно увидеть."

Результаты исследователей показывают, что существует большое сходство между атмосферной циркуляцией планет Солнечной системы и коричневыми карликами. В результате в будущих исследованиях коричневые карлики могут служить более массивными аналогами планет-гигантов, существующих за пределами нашей Солнечной системы.

"Наше исследование дает шаблон для будущих исследований подобных объектов о том, как исследовать—и даже картографировать—атмосферу коричневых карликов и гигантских экзопланет без необходимости в телескопах, достаточно мощных, чтобы визуально разрешить их", - сказал Апаи.

Команда Апаи надеется продолжить изучение облаков, штормовых систем и зон циркуляции, присутствующих в коричневых карликах и экзопланетах, чтобы углубить наше понимание атмосферы за пределами Солнечной системы.

ИСТОЧНИК