Холодный коричневый карлик в представлении художника. Увидеть крайне тусклый объект под силу только уникальным инфракрасным камерам JWST
Астрономы впервые напрямую подтвердили, что водяные облака за пределами Солнечной системы способны в течение времени менять толщину. Объектом наблюдений стал коричневый карлик WISE 0855 — холодное небесное тело размером примерно с Юпитер, расположенное всего в 7,5 светового года от Земли.
Команда под руководством астронома Бриттани Майлз из Аризонского университета использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб». Результаты исследования приняты к публикации изданием The Astrophysical Journal. Препринт научной работы доступен на arXiv.
11 часов наблюдений — и чужая атмосфера раскрыла свои секреты
WISE 0855 — не обычная планета и не полноценная звезда. Это коричневый карлик: ему не хватило массы, чтобы запустить устойчивые термоядерные реакции, характерные для звезд. Он светится за счет остаточного тепла, сохранившегося после формирования.
Температура объекта составляет около 265 кельвинов, или минус 8 градусов Цельсия. Его масса примерно вдвое превышает массу Юпитера, а размеры сопоставимы с крупнейшей планетой Солнечной системы.
Исследователи наблюдали за WISE 0855 в течение 11 часов подряд. Каждые 15 минут «Джеймс Уэбб» получал спектр его излучения — данные о том, как свет распределяется по длинам волн. Это позволило проследить изменения в атмосфере и отделить зависимость структуры облаков от температурных колебаний и химических процессов.
Выяснилось, что водяные облака на высоте становятся то толще, то тоньше по мере вращения коричневого карлика. Разные участки атмосферы отличаются температурой и облачностью, поэтому наблюдаемая картина постоянно меняется.
Телескоп «Джеймс Уэбб» и коричневый карлик WISE 0855. Изображение создано алгоритмом ChatGPT.У облаков есть компания: из глубины поднимаются газы
Одними облаками дело не ограничивается. Приборы зарегистрировали колебания содержания угарного газа (CO) и фосфина (PH3). Эти соединения перемещаются из глубоких, более горячих слоев атмосферы вверх благодаря конвекции — движению вещества, вызванному разницей температур.
Похожий процесс происходит на Юпитере: потоки перемешивают атмосферу и переносят газы из глубины к верхним слоям. У WISE 0855 ученые смогли наблюдать такие изменения в реальном времени, отслеживая поведение отдельных молекул.
Раньше телескопы не позволяли настолько подробно разделить сигналы от облаков, температуры и химического состава у столь холодного объекта. Именно здесь возможности «Джеймса Уэбба» оказались особенно ценны.
Открытие поможет лучше понимать атмосферные явления не только на коричневых карликах, но и на газовых экзопланетах. Если физические механизмы формирования облаков и перемешивания газов работают сходным образом в разных мирах, изучение WISE 0855 позволит проверять модели, которые астрономы применяют к другим планетным системам.
В дальнейшем команда планирует продолжить наблюдения, чтобы точнее определить скорость вращения объекта и разобраться в трехмерном движении его атмосферы.
В недавнем материале Hi-Tech Mail разбирался, почему открытие фосфина в атмосфере коричневых карликов исключает его из перечня вероятных биосигнатур.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
