Przejdź do treści

Silne wiatry i krzemianowe chmury, czyli prognozy pogody na brązowych karłach

Brązowe karły, obiekty o masie mniejszej niż gwiazdy, ale większej niż planety, są miejscem ekstremalnych zjawisk pogodowych. Występują tam nie tylko silne wiatry, ale również gorące chmury złożone z kropel żelaza i krzemianów. Najnowsze badania potwierdzają, że te ogromne chmury mogą zaskakująco szybko się przemieszczać lub zmieniać swoją gęstość, nawet w przeciągu jednego ziemskiego dnia.

Dzięki danym otrzymanym z Kosmicznego Teleskopu Spitzera naukowcy opracowali model, który może przewidzieć w jaki sposób chmury na brązowych karłach poruszają się i zmieniają swój kształt. Wszystkiemu winne są masywne fale, które powodują poruszanie się cząsteczek w dużej części atmosfery brązowych karłów, co z kolei wpływa na zmianę gęstości chmur utworzonych z krzemianów. Najnowsze wyniki badań opublikowane w czasopiśmie Science również sugerują, że chmury te tworzą pasma, które są powiązane z konkretnymi szerokościami geograficznymi. Każde z tych pasm może też mieć inną szybkość poruszania się.

“To pierwszy raz kiedy udało się nam zaobserwować warstwy i fale w atmosferach brązowych karłów” – mówi główny autor badań Daniel Apai z University of Arizona w Tucson. Podobnie jak w przypadku oceanów na Ziemi, różne rodzaje fal mogą również tworzyć się w atmosferach planet. W ziemskiej atmosferze bardzo długie fale mogą przesuwać zimne powietrze ze stref polarnych na środkowe szerokości, co często skutkuje gwałtownym tworzeniem się lub rozpadem chmur.

W najnowszych badaniach naukowcy zaobserwowali, że rozmieszczenie i ruch chmur na brązowych karłach są bardzo podobne do chmur występujących na Jowiszu, Saturnie, Uranie czy Neptunie. Na Neptunie chmury również tworzą bardziej złożone struktury poruszające się po określonych częściach atmosfery. “Wiatry na brązowych karłach dużo bardziej przypominają znany nam z Jowisza regularny wzór pasów i sfer niż chaotyczne przemiany zachodzące w atmosferze Słońca i innych gwiazd” – mówi jeden z autorów badań Mark Marley z Ames Research Center.

Z wykorzystaniem teleskopu Spitzera, naukowcy obserwowali zmiany w jasności 6 brązowych karłów przez ponad rok, rejestrując 32 obroty tych ciał niebieskich. Podczas obrotu brązowego karła jego chmury przesuwają się do wewnątrz i na zewnątrz półkuli obserwowanej przez teleskop, co powoduje zmiany jasności. Po otrzymaniu danych, naukowcy przeanalizowali je, aby uzyskać rozmieszczenie krzemianowych chmur w atmosferze.

Na początku naukowcy spodziewali się zaobserwować eliptyczne burze podobne do Wielkiej Czerwonej Plamy Jowisza, których przyczyną byłyby regiony wysokiego ciśnienia. Jednak w zestawieniu z otrzymanymi danymi, ta teoria nie pasowała do szybkich zmian jasności, które zaobserwowali naukowcy. Model najlepiej wyjaśniający te nietypowe wyniki przewidywał duże fale o różnych długościach przemieszczające się przez atmosferę i kształtujące warstwy chmur brązowych karłów. Następnym krokiem według naukowców jest zbadanie przyczyn powstawania tych fal i sposobu w jaki wpływają na formowanie się i ruch chmur.

 

Źródło: NASA.

Więcej informacji:

Na zdjęciu: grafika przedstawiająca jak mogłyby wyglądać pasma chmur w atmosferze brązowego karła. Źródło: NASA.