Астрономы впервые заглянули внутрь атмосферы коричневого карлика

МОСКВА, 10 июн — РИА Новости. Американские астрономы впервые провели детальные наблюдения за атмосферой ближайшего к Земле коричневого карлика и выяснили, что она напоминает слоеный пирог с облаками разного состава на разных высотах. Результаты исследования представлены на 238-й встрече Американского астрономического общества.

Коричневые карлики — субзвездые планетоподобные объекты. Они слишком массивны, чтобы быть планетами, и слишком малы, чтобы долго поддерживать ядерный синтез, питающий изнутри классические звезды. При этом они не вращаются вокруг материнских звезд, как планеты, а дрейфуют в одиночку между звездами.

Исследователи из Научного института космического телескопа в Балтиморе использовали обсерваторию Кека на Гавайях для наблюдения за ближайшим коричневым карликом 2MASS J22081363 + 2921215 с помощью нового прибора — многообъектного спектрографа для инфракрасных исследований (MOSFIRE). Этот прибор анализирует в ближнем инфракрасном свете спектральные линии химических элементов, содержащихся в облаках коричневого карлика, и то, как они меняются со временем.

2MASS J22081363 + 2921215 находится в 115 световых годах от нас. Хотя он холоднее настоящих звезд, он все еще очень горячий, температура на его поверхности достигает1527 градусов по Цельсию. При том, что объект примерно в 12 раз тяжелее Юпитера, он вращается невероятно быстро, совершая полный оборот вокруг своей оси каждые 3,5 часа, по сравнению с 10-часовым периодом вращения Юпитера. Поэтому его атмосфера очень динамичная и бурная. Внешне она похожа на атмосферу Юпитера — с пестрыми облаками и таинственными темными пятнами, напоминающими Большое красное пятно Юпитера.

Авторы наблюдали за коричневым карликом с помощью прибора MOSFIRE в течение 2,5 часов, и инфракрасные волны позволили им заглянуть внутрь атмосферы. По словам ученых, в целом объект напоминает вырезанную тыкву на Хэллоуин, из жаркой внутренней части которой выходит свет. По цвету и вариациям яркости авторы установили химический состав облаков в разных ее слоях.

В верхнем слое преобладают силикат магния и иодид калия, в среднем последний сменяется иодидом натрия. Облака нижнего слоя представлены оксидом алюминия. Общая глубина атмосферы составляет 718 километров.

Перечисленные соединения астрономы фиксировали в атмосфере коричневых карликов и раньше, но не знали, как они там распределены. Кроме того, ученые надеются с помощью этих наблюдений приблизится к пониманию того, как устроена атмосфера суперюпитеров — газовых гигантов, планет, превышающих по массе Юпитер в десятки раз. Коричневые карлики имеют много общего с суперюпитерами. К сожалению, последние недоступны для прямых спектральных наблюдений, так как сигнал от них "затмевает" свет их материнских звезд.

В частности, авторы решили изучить именно этого коричневого карлика, потому что он очень молодой и яркий. Его масса и температура аналогичны таковым у соседней гигантской экзопланеты Beta Pictoris b, обнаруженной в 2008 году на изображениях в ближнем инфракрасном диапазоне, сделанных Очень Большим телескопом (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) на севере Чили. Оба объекта находятся в одной и той же группе звезд, возраст которой составляет 33 миллиона лет. Это ближайшая к Земле группа молодых звезд.

"У нас пока нет возможности с помощью современных технологий детально проанализировать атмосферу Beta Pictoris b, — приводятся в пресс-релизе Научного института космического телескопа слова руководителя исследования астронома Елены Манджавакас (Elena Manjavacas). — Мы используем наше исследование атмосферы коричневого карлика в качестве примера, чтобы получить представление о том, как могут выглядеть облака этой экзопланеты на разных высотах ее атмосферы".