Коричневі карлики - ті не зовсім планети і не зовсім зіркові об’єкти - інтригують дивні дивацтва, які надто малі для спалення водню, але більш масивні, ніж планети. Вони випромінюють лише слабку кількість світла, тому їх важко виявити, завдяки чому вчені не знають, скільки їх може бути там, у нашій галактиці.
Але астрономи стежать за одним коричневим карликом, відомим під назвою WISE 0855. Всього за 7,2 світлових років від Землі, це найхолодніший відомий об’єкт поза нашою Сонячною системою і ледве видно на інфрачервоній довжині хвилі. Але завдяки деяким хитрим спектроскопічним методам спостереження, астрономи визначили, що цей об’єкт має деякі захоплюючі характеристики: його атмосфера наповнена хмарами водяної пари. Це перший раз, коли водна хмара виявилася за межами нашої Сонячної системи.
"Це в п’ять разів слабше, ніж будь-який інший об'єкт, виявлений за допомогою наземної спектроскопії на цій довжині хвилі", - сказав Ендрю Скемер, доцент кафедри астрономії та астрофізики в УК Санта-Крус і перший автор статті на WISE 0855, опублікованої в журналі Astrophysical Journal Letters ( папір доступний на arXiv тут). "Тепер, коли у нас є спектр, ми можемо реально почати думати про те, що відбувається в цьому об'єкті. Наш спектр показує, що у WISE 0855 переважають водяна пара та хмари, із загальним виглядом, який надзвичайно схожий на Юпітер ».
Повне ім'я цього бурого гнома - WISE J085510.83-071442.5, але ми серед друзів, тож W0855 коротко. Він має приблизно п’ять разів більше маси Юпітера і є найхолоднішим бурим карликом, який коли-небудь виявлявся, із середньою температурою близько 250 градусів Кельвіна або мінус 10 градусів F, мінус 20 С. Це робить його майже таким же холодним, як Юпітер, що становить 130 градусів Кельвіна.
"WISE 0855 - наша перша можливість вивчити позасонячний планетарно-масовий об'єкт, який майже такий же холодний, як наші власні газові гіганти", - сказав Скемер.
Скемер та його команда використовували телескоп Близнюки-Північ на Гаваях та ближній інфрачервоний спектрограф Близнюків, щоб спостерігати за WISE 0855 протягом 13 ночей загалом близько 14 годин. Skemer був частиною команди, яка вивчала цей об’єкт у 2014 році, виявивши попередні ознаки водяних хмар на основі дуже обмежених фотометричних даних. Скемер заявив, що отримання спектру (який розділяє світло від об'єкта на його довжину хвилі компонента) - єдиний спосіб виявити молекулярний склад цього об'єкта.
Відео про відкриття 2014 року та вивчення WISE 0855:
WISE 0855 занадто слабкий для звичайної спектроскопії на оптичній або ближній інфрачервоній довжинах хвиль, але команда прийняла виклик і подивилася на теплові викиди від об'єкта на довжині хвиль у вузькому вікні близько 5 мкм.
"Я думаю, що всі в дослідницькій групі дійсно вірили, що ми мріяли подумати, що ми можемо отримати спектр цього бурого карлика, оскільки його теплове сяйво настільки слабке", - сказав Скемер. WISE 0855, настільки крутий і слабкий, що багато астрономів думали, що минуло б роки, перш ніж можна отримати спектр. "Я думав, що нам доведеться чекати, поки космічний телескоп Джеймса Вебба зробить це для цього", - сказав Скемер.
Цей спектроскопічний вигляд дозволив зазирнути в середовище атмосфери WISE 0855. Маючи дані, дослідники потім розробляли атмосферні моделі хімії рівноваги для бурого карлика при 250 градусах Кельвіна і розраховували отримані спектри за різними припущеннями, включаючи хмарну та безхмарну моделі. Моделі передбачили спектр, в якому переважали особливості, отримані від водяної пари, а помутніла модель найкраще відповідала характеристикам у спектрі WISE 0855.
Хоча спектри цього об’єкта разюче схожі на Юпітер, WISE 0855, здається, має менш бурхливу атмосферу.
"Спектр дозволяє нам досліджувати динамічні та хімічні властивості, які давно вивчені в атмосфері Юпітера, але цього разу в позасонячному світі", - сказав Скемер.
Вчені кажуть, що WISE 0855 схожий на Юпітер, ніж будь-яка виявлена досі екзопланета, що особливо інтригує, оскільки місія Юнона щойно розпочала розвідку у світі гігантів. На Юпітері, поряд з іншими газовими планетами нашої Сонячної системи, всі хмари та шторми, хоча хмари Юпітера в основному виготовлені з аміаку з низькими рівнями хмар, можливо, містять воду. Однією з цілей Юнони є визначення світового достатку води на Юпітері.
Джерела: UC Санта-Крус, Близнюки
