Een door de Universiteit van Arizona geleid onderzoeksteam heeft banden en strepen gevonden op de bruine dwerg die zich het dichtst bij de aarde bevindt. een hint naar de processen die de atmosfeer van de bruine dwerg van binnenuit karnen.

Bruine dwergen zijn mysterieuze hemellichamen die niet helemaal sterren en niet helemaal planeten zijn. Ze zijn ongeveer zo groot als Jupiter, maar meestal tientallen keren massiever. Nog altijd, ze zijn minder zwaar dan de kleinste sterren, dus hun kernen hebben niet genoeg druk om atomen samen te smelten zoals sterren dat doen. Ze zijn heet wanneer ze zich vormen en koelen geleidelijk af, zwak gloeien en langzaam dimmen gedurende hun leven, waardoor ze moeilijk te vinden zijn. Geen enkele telescoop kan de atmosferen van deze objecten duidelijk zien.

"We vroegen ons af, lijken bruine dwergen op Jupiter, met zijn regelmatige riemen en banden gevormd door grote, parallel, longitudinale stralen, of zullen ze worden gedomineerd door een steeds veranderend patroon van gigantische stormen die bekend staan ​​als wervels zoals die op de polen van Jupiter worden gevonden?" zei UArizona-onderzoeker Daniel Apai, een universitair hoofddocent bij het Department of Astronomy and Steward Observatory en het Lunar and Planetary Laboratory.

Apai is hoofdauteur van een nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift die die vraag probeert te beantwoorden met behulp van een nieuwe techniek.

Hij en zijn team ontdekten dat bruine dwergen opvallend veel op Jupiter lijken. De patronen in de atmosferen onthullen snelle winden die evenwijdig lopen aan de evenaars van de bruine trek. Deze winden mengen de atmosfeer, herverdelende warmte die uit het hete interieur van de bruine dwergen komt. Ook, zoals Jupiter, draaikolken domineren de poolgebieden.

Sommige atmosferische modellen voorspelden dit atmosferische patroon, Apai zei, inclusief modellen van wijlen Adam Showman, een UArizona Lunar and Planetary Laboratory professor en een leider in bruine dwergatmosfeermodellen.

"Windpatronen en grootschalige atmosferische circulatie hebben vaak diepgaande effecten op planetaire atmosferen, van het klimaat op aarde tot het uiterlijk van Jupiter, en nu weten we dat zulke grootschalige atmosferische jets ook bruine dwergatmosferen vormen, " zei Apai, wiens co-auteurs op het papier de Astronomical Observatory of Padua's Luigi Bedin en Domenico Nardiello zijn, die ook is aangesloten bij Laboratoire d'Astrophysique de Marseille in Frankrijk.

"Weten hoe de wind waait en de warmte herverdeelt in een van de best bestudeerde en naaste bruine dwergen, helpt ons de klimaten te begrijpen, extreme temperaturen en evolutie van bruine dwergen in het algemeen, ' zei Apa.

Apai's groep in UArizona is een wereldleider in het in kaart brengen van de atmosfeer van bruine dwergen en planeten buiten ons zonnestelsel met behulp van ruimtetelescopen en een nieuwe methode.

Het team gebruikte NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite, of TESS, ruimtetelescoop om de twee bruine dwergen die zich het dichtst bij de aarde bevinden te bestuderen. Op slechts 6 1/2 lichtjaar afstand, de bruine dwergen heten Luhman 16 A en B. Hoewel beide ongeveer even groot zijn als Jupiter, ze zijn allebei dichter en bevatten daarom meer massa. Luhman 16 A is ongeveer 34 keer massiever dan Jupiter, en Luhman 16 B - het hoofdonderwerp van Apai's studie - is ongeveer 28 keer massiever dan Jupiter en ongeveer 1, 500 graden Fahrenheit heter.

"De TESS-ruimtetelescoop, hoewel ontworpen om te jagen op planeten buiten het zonnestelsel, leverde ons ook deze ongelooflijk rijke en opwindende dataset over de dichtstbijzijnde bruine dwerg, " zei Apai. "Met geavanceerde algoritmen ontwikkeld door leden van ons team, we waren in staat om zeer nauwkeurige metingen te verkrijgen van de helderheidsveranderingen terwijl de twee bruine dwergen ronddraaiden. De bruine dwergen worden helderder wanneer helderdere atmosferische gebieden veranderen in het zichtbare halfrond en donkerder wanneer deze uit het zicht draaien."

Omdat de ruimtetelescoop uiterst nauwkeurige metingen levert en niet wordt onderbroken door daglicht, het team verzamelde meer rotaties dan ooit tevoren, geeft het meest gedetailleerde beeld van de atmosferische circulatie van een bruine dwerg.

"Geen enkele telescoop is groot genoeg om gedetailleerde beelden van planeten of bruine dwergen te maken, "Zei Apai. "Maar door te meten hoe de helderheid van deze roterende objecten in de loop van de tijd verandert, is het mogelijk om ruwe kaarten van hun atmosferen te maken - een techniek die, in de toekomst, kan ook worden gebruikt om aardachtige planeten in andere zonnestelsels in kaart te brengen die anders moeilijk te zien zijn."

De resultaten van de onderzoekers laten zien dat er veel overeenkomst is tussen de atmosferische circulatie van planeten in het zonnestelsel en bruine dwergen. Als resultaat, bruine dwergen kunnen in toekomstige studies dienen als massievere analogen van reuzenplaneten die buiten ons zonnestelsel bestaan.

"Onze studie biedt een sjabloon voor toekomstige studies van vergelijkbare objecten over hoe de atmosferen van bruine dwergen en gigantische extrasolaire planeten kunnen worden onderzocht - en zelfs in kaart gebracht zonder de noodzaak van telescopen die krachtig genoeg zijn om ze visueel op te lossen, ' zei Apa.

Het team van Apai hoopt de wolken verder te verkennen, stormsystemen en circulatiezones aanwezig in bruine dwergen en planeten buiten het zonnestelsel om ons begrip van atmosferen buiten het zonnestelsel te verdiepen.