Brūnie punduri - tie ne gluži planētas un ne gluži zvaigžņu objekti - ir intriģējošas dīvainības, kurām ir pārāk maza masa, lai sadedzinātu ūdeņradi, bet tās ir masīvākas nekā planētas. Tie izstaro tikai vāju gaismas daudzumu, tāpēc tos ir grūti noteikt, tāpēc zinātnieki nav pārliecināti, cik daudz no tiem varētu atrasties mūsu galaktikā.
Bet astronomi ir pievērsuši uzmanību vienam konkrētam brūnajam pundurim, kas pazīstams ar nosaukumu WISE 0855. Tikai 7,2 gaismas gadu attālumā no Zemes tas ir aukstākais zināmais objekts ārpus mūsu Saules sistēmas un ir tik tikko pamanāms infrasarkanā viļņa garumā. Bet ar dažām veiklām spektroskopiskām novērošanas metodēm astronomi tagad ir noteikuši, ka šim objektam ir dažas aizraujošas īpašības: tā atmosfēra ir pilna ar ūdens tvaiku mākoņiem. Šī ir pirmā reize, kad ārpus mūsu Saules sistēmas tiek atklāti mākoņi.
"Tas ir piecas reizes vājāks nekā jebkurš cits objekts, kas atklāts ar zemes spektroskopiju šajā viļņa garumā," sacīja Endrjū Skemers, UC Santa Krusas astronomijas un astrofizikas asistenta profesors un pirmais autors uz WISE 0855 papīra, kas publicēts Astrophysical Journal Letters ( papīrs ir pieejams arXiv šeit). “Tagad, kad mums ir spektrs, mēs patiešām varam sākt domāt par to, kas notiek šajā objektā. Mūsu spektrs rāda, ka WISE 0855 dominē ūdens tvaiki un mākoņi, un kopējais izskats ir pārsteidzoši līdzīgs Jupiteram. ”
Šī brūnā pundura pilns vārds ir WISE J085510.83-071442.5, bet mēs esam draugu vidū, tāpēc īsi tas ir W0855. Tam ir apmēram piecas reizes lielāka par Jupitera masu un tas ir aukstākais brūnais punduris, kāds jebkad atklāts, ar vidējo temperatūru apmēram 250 grādus pēc Kelvina vai mīnus 10 grādiem F, mīnus 20 C. Tas padara to gandrīz tikpat aukstu kā Jupiters, kas ir 130 grādi pēc Kelvina.
"WISE 0855 ir mūsu pirmā iespēja izpētīt ekstrasolāru planētas masu objektu, kas ir gandrīz tikpat auksts kā mūsu pašu gāzes giganti," sacīja Skemers.
Skemers un viņa komanda izmantoja Gemini-North teleskopu Havaju salās un Gemini Near Infrared Spectrograph, lai novērotu WISE 0855 13 naktī, kopumā apmēram 14 stundas. Skemers bija daļa no komandas, kas 2014. gadā pētīja šo objektu, pamatojoties uz ļoti ierobežotiem fotometriskajiem datiem, tika atklātas provizoriskas ūdens mākoņu pazīmes. Skemers sacīja, ka spektra iegūšana (kas atdala gaismu no objekta tā komponenta viļņu garumos) bija vienīgais veids, kā noteikt šī objekta molekulāro sastāvu.
Video par WISE 0855 atklāšanu un izpēti 2014. gadā:
WISE 0855 ir pārāk vājš parastajai spektroskopijai pie optiskā vai gandrīz infrasarkanā viļņa garuma, taču komanda pieņēma izaicinājumu un aplūkoja objekta siltuma izstarojumus viļņu garumā šaurā logā ap 5 mikroniem.
"Es domāju, ka visi pētnieku grupas pārstāvji patiešām ticēja, ka mēs sapņojam domāt, ka mēs varētu iegūt šī brūnā pundura spektru, jo tā termiskais mirdzums ir tik niecīgs," sacīja Skemers. WISE 0855 ir tik foršs un vājš, ka daudzi astronomi domāja, ka spektru varēs iegūt pirms gadiem. "Es domāju, ka mums tas jāgaida, kamēr Džeimsa Veba kosmiskais teleskops darbosies," sacīja Skemers.
Šis spektroskopiskais skats ļāva ieskatīties WISE 0855 atmosfēras vidē. Pēc tam, izmantojot pieejamos datus, pētnieki izstrādāja brūnā pundura līdzsvara ķīmijas atmosfēras modeļus 250 grādos pēc Kelvina un aprēķināja iegūtos spektrus dažādos pieņēmumos, ieskaitot mākoņainus un bez mākoņiem veidotus modeļus. Modeļi prognozēja spektru, kurā dominē īpašības, kas izriet no ūdens tvaikiem, un duļķainā modeļa rezultāti bija vislabāk piemēroti WISE 0855 spektra īpašībām.
Kaut arī šī objekta spektri ir pārsteidzoši līdzīgi Jupiteram, šķiet, ka WISE 0855 ir mazāk vētraina atmosfēra.
"Spektrs ļauj mums izpētīt dinamiskās un ķīmiskās īpašības, kas jau sen ir pētītas Jupitera atmosfērā, bet šoreiz uz ekstrasolāru pasaules," sacīja Skemers.
Zinātnieki saka, ka WISE 0855 izskatās vairāk līdzīgs Jupiteram nekā jebkura vēl atrasta eksoplaneta, kas ir īpaši intriģējoši, jo Juno misija ir tikko sākusi izpēti milzu pasaulē. Jupiteram, tāpat kā citām mūsu Saules sistēmas gāzes planētām, ir mākoņi un vētras, kaut arī Jupitera mākoņi galvenokārt ir izgatavoti no amonjaka, zemāka līmeņa mākoņi, iespējams, satur ūdeni. Viens no Juno mērķiem ir noteikt globālo ūdens pārpilnību Jupiterā.
Avoti: UC Santa Cruz, Dvīņi
