Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, astronomowie przeprowadzili szczegółowe badania atmosfery dwóch brązowych karłów, odkrywając dynamikę gazów, takich jak woda i metan. Badanie to pogłębia naszą wiedzę na temat takich ciał niebieskich, potencjalnie łącząc cechy gwiazd z planetami. Źródło: NASA/JPL-Caltech/Uniwersytet Zachodniego Ontario/Uniwersytet Stony Brook
Astronomowie używali tzw Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba stworzenie kompleksowego raportu pogodowego dla dwóch brązowych karłów znajdujących się około sześciu lat świetlnych od Ziemi.
Naukowcy stworzyli najbardziej szczegółowy raport pogodowy w historii dla dwóch odległych światów poza naszym Układem Słonecznym.
Międzynarodowe badanie – pierwsze w swoim rodzaju – ujawnia ekstremalne warunki atmosferyczne panujące na ciałach niebieskich, które są otoczone wirującymi chmurami gorącego piasku w temperaturze sięgającej 950°C (1750°F).
Używanie NASAza pomocą potężnego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) badacze postanowili uchwycić pogodę na parze brązowych karłów – ciał kosmicznych większych od planet, ale mniejszych od gwiazd.
Te brązowe karły, zwane łącznie WISE 1049AB, to najjaśniejsze i najbliższe Ziemi obiekty tego typu, oddalone o około sześć lat świetlnych.
Brązowe karły, często nazywane gwiazdami upadłymi, zajmują interesujące miejsce w kosmosie. Obiekty te są większe od największych planet, ale nie mają wystarczającej masy, aby wywołać fuzję wodoru, która zasila prawdziwe gwiazdy. Powoduje to fascynujący, słabo oświetlony stan, w którym emitują głównie światło podczerwone. Źródło: SciTechDaily.com
Zaawansowane techniki mapowania pogody
Zespół śledził atmosferę każdego brązowego karła, mierząc fale świetlne emitowane z ich powierzchni, które zmieniają się w miarę pojawiania się i znikania mniej lub bardziej zachmurzonych obszarów.
Wizualizacja tych danych za pomocą krzywych blasku – czyli wykresu zmian jasności światła każdego obiektu w czasie – zespołowi udało się stworzyć szczegółowy trójwymiarowy obraz zmian pogody brązowych karłów w trakcie pełnego obrotu lub dziennie, od pięciu do siedmiu godzin.
Zespół był także w stanie wykreślić, jak światło każdego obiektu zmienia się w zależności od długości fali, aby wykazać obecność i złożone wzajemne oddziaływanie gazów, takich jak woda, metan i tlenek węgla, w ich atmosferach.
Jako najpotężniejszy teleskop kosmiczny, jaki kiedykolwiek zbudowano, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) jest sztandarową misją NASA mającą na celu badanie głębszych warstw wszechświata. Działając w podczerwieni, JWST bada zjawiska od najwcześniejszych galaktyk po szczegółowe atmosfery pobliskich egzoplanet. Źródło: Northrup Grumman
Implikacje dla astronomii i badań egzoplanet
Odkrycia te mogą pomóc astronomom w lepszym zrozumieniu brązowych karłów jako potencjalnego brakującego ogniwa między gwiazdami i planetami – obiecując nowe spojrzenie na oba te zjawiska.
Obserwując podczerwoną część widma światła, JWST jest w stanie obserwować długości fal światła blokowane przez naszą własną atmosferę.
Możliwość ta otwiera granice w badaniach wczesnego Wszechświata, powstawania gwiazd i tak zwanych egzoplanet, takich jak brązowe karły, które leżą poza naszym Układem Słonecznym.
Wyzwania i postęp w badaniach nad brązowymi karłami
Najnowsze badanie opiera się na wcześniejszych badaniach brązowych karłów, które ograniczały się głównie do robienia statycznych zdjęć ich atmosfery tylko z jednej strony. Naukowcy twierdzą, że takie podejście jest ograniczone, ponieważ wiadomo, że brązowe karły obracają się stosunkowo szybko, a pogoda w nich może znacznie się zmieniać w czasie.
Ich odkrycia utorują drogę do bardziej szczegółowych badań brązowych karłów i innych odległych obiektów niebieskich.
Badanie opublikowane w Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznegobył prowadzony przez Uniwersytet w Edynburgu we współpracy z badaczami z Trinity College w Dublinie, Uniwersytetu Wirginii i innych instytutów z całego świata.
Profesor Beth Biller, osobista kierownik Katedry Charakterystyki egzoplanet w Instytucie Astronomii Uniwersytetu w Edynburgu, powiedziała: „Nasze odkrycia pokazują, że jesteśmy o krok od zmiany naszego rozumienia światów znacznie wykraczających poza nasz własny. Tego typu spostrzeżenia mogą pomóc nam zrozumieć warunki panujące nie tylko na obiektach niebieskich, takich jak brązowe karły, ale także na gigantycznych egzoplanetach poza naszym Układem Słonecznym. Ostatecznie techniki, które tu udoskonalamy, mogą umożliwić pierwsze wykrycie pogody na planetach nadających się do zamieszkania, takich jak nasza, krążących wokół innych gwiazd”.
Odniesienie: „The JWST raport pogodowy od najbliższych brązowych karłów I: wielookresowy JWST NIRSpec + MIRI monitorowanie wzorcowego układu podwójnego brązowego karła WISE 1049AB” autorstwa Beth A Biller, Johanna M Vos, Yifan Zhou, Allison M McCarthy, Xianyu Tan, Ian JM Crossfield, Niall Whiteford, Genaro Suarez, Jacqueline Faherty, Elena Manjavacas, Xueqing Chen, Pengyu Liu , Ben J. Sutlieff, Mary Anne Limbach, Paul Molliere, Trent J Dupuy, Natalia Oliveros-Gomez, Philip S Muirhead, Thomas Henning, Gregory Mace, Nicolas Crouzet, Theodora Karalidi, Caroline V Morley, Pascal Tremblin i Tiffany Kataria, 15 lipca 2024 r. , Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
DOI: 10.1093/mnras/stae1602
