Исследование атмосферы коричневого карлика: новое понимание экзопланет
Исследователи Университета Макгилла и партнерских учреждений картографировали атмосферные особенности коричневого карлика, объект, находящийся между звездой и планетой. Этот конкретный коричневый карлик находится на границе между планетой, похожей на Юпитер, и коричневым карликом. Его также называют свободно плавающей, или бродячей, планетой, так как он не связан с какой-либо звездой.
Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), команда зафиксировала тонкие изменения света от SIMP 0136, выявив сложные, развивающиеся погодные паттерны на его поверхности. Работа опубликована в Astrophysical Journal.
«Невзирая на то, что в данный момент мы не можем напрямую изучать обитаемые планеты вокруг других звезд, мы можем разрабатывать методы для изучения метеорологии и атмосферного состава на очень похожих мирах», — отметил Роман Ахметшин, аспирант Макгилла и главный автор исследования.
SIMP 0136 расположен примерно в 20 световых годах от Земли в направлении созвездия Рыб. С массой около 13 масс Юпитера он слишком мал, чтобы поддерживать ядерный синтез, который питает звезды, но слишком велик для обычной планеты. Вероятно, он образовался как звезда, прежде чем охладиться и потускнеть на протяжении сотен миллионов лет.
SIMP 0136 — свободноплавающая планета, которая одиноко скользит по космосу, и её изолированная среда делает её идеальной лабораторией для изучения атмосферы газовых гигантов без помех от света звезд.
Заглядывая в инопланетные облака
Исследователи использовали Непосредственный инфракрасный изображатель и спектрограф без щели (NIRISS) для наблюдения за объектом в течение полного вращения, продолжительностью всего 2.4 часа. Эти данные были собраны в рамках программы гарантированных наблюдений, возглавляемой астрономом Университета Монреаля Этьеном Артиго. В этот раз телескоп был резервирован для канадских астрономов в обмен на участие NIRISS в миссии JWST.
Анализируя небольшие колебания яркости на различных длинах волн, команда обнаружила, что свет SIMP 0136 формируется как минимум тремя различными слоями атмосферы. Каждый слой содержит облака, состоящие из различных материалов, таких как форстерит (камень) и железо, с различными температурами и химическими составами.
«Мы подозреваем, что на разных широтах присутствует множество мелких облаков с различными температурами и химией», — добавил Ахметшин. «Хотя мы не смогли создать метеорологическую карту SIMP 0136, мы выяснили, что некоторые слои атмосферы имеют четкие признаки асимметрии с севера на юг.»
Эта асимметрия важна, так как будущие усилия по картированию атмосферы этих планет должны учитывать два измерения: долготу и широту.
Новый подход к изучению атмосфер экзопланет
Также исследование показало, что ни одна единая модель не могла объяснить наблюдаемые данные; только комбинация нескольких атмосферных моделей могла воспроизвести спектр. Эта находка поддерживает теории о том, что бурные коричневые карлики и гигантские экзопланеты имеют хаотичную, быстро изменяющуюся погоду, подобную полосам Юпитера, но на порядок более турбулентную.
Понимание такой изменчивости может помочь ученым интерпретировать сигналы от далеких экзопланет.
Работа демонстрирует мощь JWST в исследовании инопланетных миров за пределами нашей солнечной системы в беспрецедентной детализации. Пока Уэб продолжает наблюдать за подобными объектами, исследователи надеются усовершенствовать свои методы, чтобы картировать не только температуру и облака, но и ветровые паттерны и химические циклы на инопланетных мирах.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
