Szybko rotujący brązowy karzeł widziany z Ziemi

Jak się okazuje, brązowe karły mogą mieć więcej wspólnego planetami gazowymi niż z gwiazdami. Mają one w swoich atmosferach kłębiące się, niejednolite chmury, a ich krzywe blasku mają różną amplitudę gdy się obracają i ukazują różne oblicza ze zmiennym pokryciem chmur.

Ilustracja brązowego karła. Źródło: NASA/JPL-Caltech.

Obserwując brązowe karły w czasie ich rotacji za pomocą spektrofotometrii, astronomowie mogą jednocześnie zmierzyć, jak bardzo zmienia się atmosfera w wielu pasmach fal. Dzięki tej technice można stworzyć trójwymiarową mapę atmosfery brązowego karła, ponieważ różne długości fal badają różne poziomy ciśnienia w atmosferze. Chociaż większość obserwacji spektrofotometrycznych brązowych karłów była prowadzona za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, autorzy pracy wykorzystali naziemny teleskop Keck I do zbadania 2M0050-3322, szybko rotującego brązowego karła typu T.

Obserwowanie jednej atmosfery przez drugą?
Ponieważ poziom zmienności atmosfery brązowego karła może być niewielki, ważne jest scharakteryzowanie wszelkich innych niż brązowe karły źródeł szumu w danych. W przypadku naziemnych obserwacji należy zwrócić szczególną uwagę na zmiany w ziemskiej atmosferze w trakcie trwania obserwacji. Używając Multi-Object Spectrometer For Infra-Red Exploration (MOSFIRE), autorzy obserwowali 2M0050-3322 przez dwa z jego okresów rotacji (w sumie około 2,5 godziny). Obserwowali również kilka innych pobliskich gwiazd, aby pomóc skalibrować wpływ takich rzeczy jak lokalna wilgotność i temperatura na pomiary. Krzywe blasku wszystkich obiektów uzyskano na wielu różnych długościach fal w podczerwieni: pasmo J, pasmo H oraz w zakresie fal nieco bardziej czerwonych niż pasmo H, które autorzy nazwali pasmem CH4-H2O. Dzieląc każdą z krzywych blasku 2M0050-3322 przez medianę krzywej blasku gwiazdy kalibracyjnej, krzywe blasku 2M0050-3322 mogły zostać skorygowane o wszelkie efekty zmienne atmosfery Ziemi, aby znaleźć prawdziwą zmienność brązowego karła.

W trakcie obserwacji autorzy stwierdzili, że 2M0050-3322 miał minimalną do maksymalnej fluktuację ~1% w pasmach J i H oraz większą 5% amplitudę w czerwonym paśmie CH4-H2O. Ten pozornie niski poziom zmienności został również potwierdzony przez dopasowanie modeli płaskich i sinusoidalnych do krzywych blasku, przy czym płaska linia okazała się najlepszym preferowanym dopasowaniem dla wszystkich obserwacji.

Modele na ratunek?
Mając w ręku obserwacje, autorzy starali się następnie porównać swoje wyniki z modelami 2M0050-3322, aby sprawdzić, czy podobny brak zmienności występuje. Modele ogólnej cyrkulacji strumienia cieplnego atmosfery przewidują lekko sinusoidalną krzywą blasku z prawie 1% zmiennością, co odpowiada amplitudzie widocznej w obserwacjach w pasmach J i H! Tymczasem modele struktury chmur w atmosferze pokazują, że 2M0050-3322 ma różne rodzaje chmur przy różnych ciśnieniach, co oznacza, że każde z pasm obserwacyjnych może sondować inne chmury.

Chociaż te wysiłki modelowania zaczynają wyjaśniać obserwacje brązowego karła, autorzy ostrzegają, że prawdopodobnie potrzebny jest dłuższy monitoring, aby w pełni wyjaśnić tajemnice 2M0050-3322.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono