Dim objecten genaamd bruine dwergen, minder massief dan de zon, maar zwaarder dan Jupiter, krachtige winden en wolken hebben, in het bijzonder, hete fragmentarische wolken gemaakt van ijzerdruppels en silicaatstof. Wetenschappers realiseerden zich onlangs dat deze gigantische wolken verrassend snel kunnen bewegen en dikker of dunner kunnen worden. in minder dan een dag van de aarde, maar begreep niet waarom.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een nieuw model om uit te leggen hoe wolken bewegen en van vorm veranderen in bruine dwergen, met behulp van inzichten van NASA's Spitzer Space Telescope. Gigantische golven veroorzaken grootschalige beweging van deeltjes in de atmosfeer van bruine dwergen, het veranderen van de dikte van de silicaatwolken, onderzoekers rapporteren in het tijdschrift Wetenschap . De studie suggereert ook dat deze wolken zijn georganiseerd in banden die beperkt zijn tot verschillende breedtegraden, reizen met verschillende snelheden in verschillende banden.

"Dit is de eerste keer dat we atmosferische banden en golven in bruine dwergen hebben gezien, " zei hoofdauteur Daniel Apai, universitair hoofddocent astronomie en planetaire wetenschappen aan de Universiteit van Arizona in Tucson.

Net als in de oceaan van de aarde, verschillende soorten golven kunnen zich vormen in planetaire atmosferen. Bijvoorbeeld, in de atmosfeer van de aarde, zeer lange golven vermengen koude lucht van de poolgebieden tot de middelste breedtegraden, die er vaak toe leiden dat wolken ontstaan ​​of verdwijnen.

De verdeling en bewegingen van de wolken op bruine dwergen in deze studie lijken meer op die op Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Neptunus heeft wolkenstructuren die ook gestreepte paden volgen, maar zijn wolken zijn gemaakt van ijs. Observaties van Neptunus van NASA's Kepler-ruimtevaartuig, actief in zijn K2-missie, waren belangrijk in deze vergelijking tussen de planeet en bruine dwergen.

"De atmosferische winden van bruine dwergen lijken meer op het bekende regelmatige patroon van gordels en zones van Jupiter dan op het chaotische atmosferische kookpunt dat te zien is op de zon en vele andere sterren, " zei co-auteur Mark Marley van het NASA Ames Research Center in Silicon Valley in Californië.

rijen dwergen kunnen worden gezien als mislukte sterren omdat ze te klein zijn om chemische elementen in hun kernen samen te smelten. Ze kunnen ook worden gezien als 'superplaneten' omdat ze massiever zijn dan Jupiter, toch ongeveer dezelfde diameter hebben. Zoals gasreuzenplaneten, bruine dwergen zijn meestal gemaakt van waterstof en helium, maar ze worden vaak los van alle planetenstelsels gevonden. In een onderzoek uit 2014 met Spitzer, wetenschappers ontdekten dat bruine dwergen vaak atmosferische stormen hebben.

Vanwege hun gelijkenis met gigantische exoplaneten, bruine dwergen zijn vensters op planetaire systemen die verder gaan dan de onze. Het is gemakkelijker om bruine dwergen te bestuderen dan planeten, omdat ze vaak geen heldere gastster hebben die hen verduistert.

"Het is waarschijnlijk dat de gestreepte structuur en grote atmosferische golven die we in bruine dwergen hebben gevonden, ook veel voorkomen in gigantische exoplaneten, ' zei Apa.

Spitzer gebruiken, wetenschappers volgden gedurende meer dan een jaar helderheidsveranderingen bij zes bruine dwergen, het observeren van elk van hen roteert 32 keer. Zoals een bruine dwerg draait, de wolken bewegen in en uit het halfrond gezien door de telescoop, veranderingen in de helderheid van de bruine dwerg veroorzaken. Wetenschappers analyseerden vervolgens deze helderheidsvariaties om te onderzoeken hoe silicaatwolken zijn verdeeld in de bruine dwergen.

Onderzoekers hadden verwacht dat deze bruine dwergen elliptische stormen zouden krijgen die lijken op Jupiter's Grote Rode Vlek, veroorzaakt door hogedrukgebieden. De Grote Rode Vlek is al honderden jaren aanwezig in Jupiter en verandert heel langzaam:zulke "vlekken" konden de snelle veranderingen in helderheid die wetenschappers zagen tijdens het observeren van deze bruine dwergen niet verklaren. De helderheidsniveaus van de bruine dwergen varieerden aanzienlijk in de loop van een aardse dag.

Om de ups en downs van helderheid te begrijpen, wetenschappers moesten hun veronderstellingen heroverwegen over wat er gaande was in de bruine dwergatmosferen. Het beste model om de variaties te verklaren, betreft grote golven, zich met verschillende perioden door de atmosfeer voortplanten. Deze golven zouden ervoor zorgen dat de wolkenstructuren met verschillende snelheden in verschillende banden roteren.

Onderzoeker Theodora Karalidi van de Universiteit van Arizona gebruikte een supercomputer en een nieuw computeralgoritme om kaarten te maken van hoe wolken reizen op deze bruine dwergen.

"Als de toppen van de twee golven zijn verschoven, in de loop van de dag zijn er twee punten met maximale helderheid, "Zei Karalidi. "Als de golven synchroon lopen, je krijgt een grote piek, waardoor de bruine dwerg twee keer zo helder is als bij een enkele golf."

De resultaten verklaren het raadselachtige gedrag en de helderheidsveranderingen die onderzoekers eerder zagen. De volgende stap is om beter te begrijpen wat de golven veroorzaakt die cloudgedrag aansturen.