Przejdź do treści

Brązowy karzeł z pasami chmur jak na Jowiszu

Wizja artystyczna brązowego karła Luhman 16A

Brązowe karły, często nazywane „nieudanymi gwiazdami”, ważą do 80 mas Jowisza, jednak ich grawitacja zagęszcza je do średnicy mniejszej niż nasz gazowy olbrzym. Podobnie jak Jowisz, brązowe karły mogą posiadać chmury i pogodę. Astronomowie znaleźli dowody na to, że najbliższy znany nam brązowy karzeł, Luhman 16A, ma pasma chmur podobne do tych, jakie ma Jowisz. Towarzyszący mu brązowy karzeł Luhman 16B wykazuje jednak oznaki niejednolitych chmur.

Zespół astronomów odkrył, że najbliższy nam brązowy karzeł – Luhman 16A – wykazuje oznaki pasm chmur podobnych do tych, jakie widzimy na Jowiszu czy Saturnie. Po raz pierwszy naukowcy zastosowali technikę polarymetrii do określenia właściwości chmur atmosferycznych obiektu poza Układem Słonecznym.

Brązowe karły są obiektami cięższymi od planet, ale lżejszymi od gwiazd i zazwyczaj mają masy mieszczące się w przedziale pomiędzy 13 a 80 mas Jowisza. Luhman 16A jest częścią układu podwójnego złożonego z dwóch brązowych karłów. W odległości do 6,5 roku świetlnego jest to trzecie, po Alfa Centauri i Gwieździe Barnarda, najbliższy nam układ. Obydwa brązowe karły ważą około 30 razy więcej niż Jowisz.

Pomimo faktu, że Luhman 16A i 16B mają podobne masy i temperatury (ok. 1000o C) i prawdopodobnie powstały w tym samym czasie, wykazują wyraźnie różną pogodę. Luhman 16B ma zauważalne zmiany jasności w wyniku nieregularnego zachmurzenia, w przeciwieństwie do Luhman 16A.

Naukowcy wykorzystali instrumenty VLT do badania spolaryzowanego światła z układu Luhman 16. Kiedy światło odbija się od cząsteczek, może sprzyjać określonemu kątowi polaryzacji. Mierząc preferowaną polaryzację światła z odległego układu, astronomowie mogą wywnioskować obecność chmur bez bezpośredniego rozdzielania struktury chmur  brązowego karła.

Aby określić, co światło napotkało na swojej drodze, porównaliśmy obserwacje z modelami o różnych właściwościach: atmosfery brązowych karłów z masywnymi pokładami chmur, smugowatymi pasmami chmur, a nawet brązowe karły, które są spłaszczone ze względu na swój szybki ruch wirowy. Odkryliśmy, że tylko modele z pasmami chmur mogą pasować do naszych obserwacji Luhman 16A – wyjaśnia Theodora Karalidi z University of Central Florida w Orlando na Florydzie, członek zespołu odkrywców.

Technika polarymetrii nie ogranicza się do brązowych karłów. Może być stosowana także do egzoplanet krążących wokół odległych gwiazd. Atmosfera gorących egzoplanet – gazowych olbrzymów – jest podobna do atmosfery brązowych karłów. Chociaż pomiar sygnału polaryzacji z egzoplanet będzie trudniejszy ze względu na ich relatywną słabość i bliską odległość od gwiazdy, informacje uzyskane z brązowych karłów mogą potencjalnie wpłynąć na przyszłe badania.

Przyszły teleskop Jamesa Webba będzie w stanie badać układy takie jak Luhman 16, aby znaleźć oznaki zmian jasności w świetle podczerwonym, które wskazuje na właściwości chmur. Teleskop WFIRST zostanie wyposażony w koronograf, który może prowadzić polarymetrię i może wykrywać olbrzymie egzoplanety w odbijanym świetle i ewentualne oznaki chmur w ich atmosferze.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Astronomers Find Jupiter-Like Cloud Bands On Closest Brown Dwarf

Detection of Polarization due to Cloud Bands in the Nearby Luhman 16 Brown Dwarf Binary

Źródło: hubblesite

Na ilustracji: Wizja artystyczna brązowego karła Luhman 16A. Czerwona kropka w tle to jego towarzysz, Luhman 16B. Razem tworzą najbliższy nam układ podwójny brązowych karłów. Caltech/R. Hurt (IPAC)