Облака на коричневом карлике меняются на глазах у телескопа «Джеймс Уэбб»
Телескоп «Джеймс Уэбб» помог астрономам проследить, как меняются водяные облака на WISE 0855 — холодном коричневом карлике примерно в 7,5 светового года от Земли. Наблюдения показали, что облачный покров неоднороден, а его толщина меняется по мере вращения объекта. Одновременно в атмосфере меняются сигналы газов, поднимающихся из глубоких слоёв.
Одиннадцать часов наблюдений за холодным миром
Команда под руководством Бриттани Майлз из Аризонского университета наблюдала WISE 0855 в течение 11 часов. Спектрограф NIRSpec записывал спектр каждые 15 минут в диапазоне 2,87–5,27 микрометра. Такая последовательность позволила увидеть изменения в поглощении света отдельными молекулами, а не только колебания общей яркости.
Температура объекта составляет около 265 кельвинов, или −8 °C. Его размеры сопоставимы с размерами Юпитера. Коричневые карлики занимают промежуточное положение между звёздами и планетами: им не хватает массы для устойчивого горения водорода, но они излучают тепло, оставшееся после формирования. WISE 0855 особенно интересен тем, что его холодная атмосфера напоминает атмосферу газового гиганта.
Самые заметные изменения связаны с поглощением угарного газа. На некоторых длинах волн разница между максимальным и минимальным сигналом достигает 10%. Изменения сигнала фосфина оказались связаны с изменениями угарного газа.
Облака и глубинные газы удалось различить
Прежние измерения общей яркости смешивали влияние температуры, химического состава и облачности. Спектры «Джеймса Уэбба» позволили разделить эти процессы. Сопоставление наблюдений с моделями атмосферы выявило несколько особенностей:
- Водяные облака образуют неоднородный покров, разные участки которого становятся видны при вращении карлика.
- Изменения толщины облаков происходят в верхних слоях, где давление ниже.
- Угарный газ и фосфин связаны с более глубокими слоями атмосферы.
- Конвекция переносит вещества из горячих глубин вверх и помогает объяснить изменения газовых сигналов.
На Юпитере перемешивание атмосферы тоже выносит глубинные газы к верхним слоям. Наблюдения WISE 0855 дают возможность изучать подобные процессы вдали от Солнечной системы и отделять их от изменений облачного покрова.
Что наблюдения дают астрономам
Исследование помогает проверять модели холодных атмосфер и точнее интерпретировать спектры газовых гигантов за пределами Солнечной системы. Оно не свидетельствует об обитаемости WISE 0855 и не превращает коричневый карлик в землеподобную планету.
Читайте также: Долгая рентгеновская вспышка указала на необычное слияние мёртвых звёзд.
Авторы планируют увеличить продолжительность наблюдений, чтобы лучше определить вращение объекта и движение атмосферы. Чем подробнее удастся проследить эти изменения, тем надёжнее можно будет отличать облака от химических процессов в спектрах других холодных миров.
