Изображение предоставлено NASA
Группа астрономов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружила облачные, штормовые атмосферы на коричневых карликах - объектах, больших, чем газовые гиганты, такие как Юпитер, но недостаточно больших, чтобы воспламениться в полные звезды. Вместо постоянного охлаждения объекты на протяжении коротких периодов времени становятся ярче, что можно объяснить перерывами в облачной атмосфере.
Впервые исследователи наблюдали, как планетная погода играет важную роль в объектах за пределами нашей солнечной системы.
Команда ученых из НАСА и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) обнаружила облачные, штормовые атмосферы на коричневых карликах, небесные тела, которые менее массивны, чем звезды, но имеют большую массу, чем планеты-гиганты, такие как Юпитер. Это открытие даст ученым лучшие инструменты для интерпретации атмосферы и погоды на коричневых карликах или на планетах вокруг других звезд.
«Лучшая аналогия с тем, что мы наблюдаем на этих объектах, - это шторм на Юпитере», - сказал Адам Бургассер, астроном из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор исследования. «Но я подозреваю, что погода на этих более массивных коричневых карликах делает Великое Красное Пятно похожим на небольшой шквал». Большое Красное Пятно Юпитера - это сильный шторм, ширина которого превышает 15 000 миль, а скорость ветра достигает 270 миль в час. Бургассер объединился с учеными-планетологами Марком Марли, метеорологом Эндрю Акерманом из Исследовательского центра Эймса НАСА в Калифорнийской Силиконовой долине и другими сотрудниками, чтобы предложить, как погодные явления могут объяснить удивительные наблюдения коричневых карликов.
«Мы думали о том, что могут сделать штормы с появлением коричневых карликов?» Марли сказал. «И когда Адам показал нам новые данные, мы поняли, что они довольно хорошо подходят». Команда подсчитала, что использование модели с разрывами или дырами в облачной атмосфере решило загадочные наблюдения за охлаждением коричневых карликов.
По словам Акермана, коричневые карлики, только недавно наблюдавшиеся на небесах, являются «в лучшем случае неудачными звездами». Не обладая достаточной массой для того, чтобы поддерживать горение водородоподобных звезд, коричневые карлики проходят стадии охлаждения, которые ученые наблюдают с помощью инфракрасных телескопов, регистрирующих энергию. Они выглядят как слабое свечение, как тлеющий уголь от огня, который испускает как тепло, так и энергию света, когда тускнеет.
Астрономы ожидали, что коричневые карлики, как и большинство объектов во вселенной, будут постоянно слабеть по мере их охлаждения. Однако новые наблюдения показали, что во время относительно короткой фазы коричневые карлики, по-видимому, становятся ярче по мере охлаждения. Объяснение лежит в облаках.
По крайней мере, в 25 000 раз слабее, чем солнце, коричневые карлики по-прежнему невероятно горячие, с температурами до 2000 градусов Кельвина (3140 F). При таких высоких температурах такие вещи, как железо и песок встречаются в виде газов. Когда коричневые карлики остывают, эти газы конденсируются в атмосфере в жидкие капли, образуя облака, похожие на водяные облака на Земле. По мере остывания коричневого карлика происходит быстрое очищение облаков, вызванное атмосферными погодными условиями. Когда облака уносят штормы, яркий инфракрасный свет из более горячей атмосферы под облаками уходит, что объясняет необычное сияние коричневых карликов.
«Модель, разработанная группой впервые, соответствует характеристикам очень широкого диапазона коричневых карликов, но только с учетом очистки облаков», - сказал Бургассер. «Хотя многие группы намекают на то, что облачные структуры и погодные явления должны присутствовать, мы считаем, что мы действительно показали, что погода присутствует и может быть довольно драматичной».
Используя погоду Земли в качестве отправной точки, Аккерман помог команде выполнить штормы - которые включают ветер, нисходящие потоки и железный дождь - в свои расчеты. «Астрофизикам нужна была помощь в понимании дождя, потому что это не важный процесс для большинства звезд?» Акерман сказал. «Мы использовали наблюдения и моделирование земных облаков, чтобы оценить влияние железного дождя на толщину железного облака».
Исследование группы, которое будет опубликовано в выпуске Astrophysical Journal Letters от 1 июня, поможет исследователям определить состав атмосфер вне нашей Солнечной системы. «Коричневые карлики традиционно изучались как звезды, но это скорее континуум», - сказал Марли. «Если вы поставите кружку Юпитера вместе с этими парнями, то это просто очень маленький коричневый карлик». По его словам, коричневые карлики являются учебной площадкой для ученых, чтобы научиться интерпретировать наблюдения планетоподобных объектов вокруг других звезд. «Каждый хочет найти коричневых карликов, которые еще холоднее и имеют водяные облака, как у Земли. Как только мы найдем их, это станет хорошим испытанием для нашего понимания ».
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
