Космическият телескоп "Джеймс Уеб" (JWST) откри бурно време в небето на две кафяви джуджета в най-подробния досега доклад за времето от такива "умиращи звезди".

Двете кафяви джуджета образуват двойка, наречена WISE 1049AB, която беше открита от инструмента на НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) през 2013 г.; двойката се намира само на 6.5 светлинни години от нас. Те са най-близките кафяви джуджета до нашето Слънце и по този начин са отлична цел за мощните инфрачервени инструменти на космическия телескоп "Джеймс Уеб".

Кафявото джудже е обект, който не е достатъчно масивен, за да предизвика ядрен синтез на водород в хелий в ядрото си и да се превърне в пълноценна звезда - но също така се смята за твърде масивен, за да бъде планета, и се смята, че се формира както звездите (чрез гравитационен колапс на облак от молекулярен газ). Поради това кафявите джуджета се смятат за липсващото звено между планетите гиганти като Юпитер и звездите с най-малка маса - М-джуджетата.

Предишни наблюдения са изследвали атмосферата на различни кафяви джуджета, но те винаги са били ограничени до усреднени по време снимки, което означава, че не сме могли да видим как нещата в атмосферата на кафявото джудже се променят с времето. Кафявите джуджета обаче са бързо въртящи се обекти - WISE 1049A се завърта около оста си веднъж на 7 часа, а B - веднъж на 5 часа - и условията в атмосферите им могат да се променят с течение на времето, което означава, че предишни наблюдения, които не са отчитали еволюцията на обектите, биха могли да пропуснат много променливост.

JWST обаче има възможност да открива тези промени с течение на времето. Екип, ръководен от Бет Билър от Единбургския университет, наблюдава WISE 1049AB в продължение на 8 часа с инструмента за средна инфрачервена област (MIRI) на JWST, а веднага след това в продължение на още 7 часа с неговия спектрометър за близка инфрачервена област (NIRSpec).

Изследователите установиха, че и двете кафяви джуджета са покрити с бурни облаци, вероятно съставени от силикатни зърна, които се топят при температури между 875 градуса по Целзий и 1026 градуса по Целзий. С други думи вятърът на кафявите джуджета разнася горещ пясък. Установени са и абсорбционни подписи на въглероден оксид, метан и водни пари.

Интригуващо е, че кривата на блясъка за всяко кафяво джудже (графика на яркостта на всяко кафяво джудже с течение на времето) показва значителна променливост. Това се тълкува като буреносни условия, които раздухват облаци на различни височини, а между тези облаци се появяват пролуки, които дават възможност за поглед към по-дълбоките слоеве на атмосферата. Светлинните криви показват и пикове при определени дължини на вълните - въглероден оксид при 2.3 микрона и 4.2 микрона (милионни части от метъра), метан при 3.3 микрона и силикатни зърна условно при 8.3 микрона до 8.5 микрона.

Екипът на Билър тълкува пиковете при тези дължини на вълните като индикация за три различни слоя, в които има значителна промяна в атмосферното налягане на всяко кафяво джудже. Съществува дълбок слой, произвеждащ сигнали, по-големи от 2.3 микрона, но по-малки от 8.5 микрона, слой с междинна височина, поглъщащ светлина с дължина между 2.3 и 4.2 микрона, и слой с голяма височина с проявяващи се сигнали между 4.2 и 8.5 микрона.

Откритията показват възможностите на JWST да изследва за първи път вертикалния профил (т.е. условията на различни дълбочини) на атмосферата на кафяво джудже и всъщност няма причина JWST да спре дотук. Както се казва в научния доклад, описващ резултатите: "Това е първото подобно изследване, но няма да е последното - през следващите няколко наблюдателни цикъла JWST ще промени разбирането ни за атмосферите както на кафявите джуджета, така и на младите гигантски екзопланети".

Снимка: Unsplash/NASA/JPL–Caltech/University of Western Ontario/Stony Brook University/Tim Pyle

Виж още: ifi Go Bar Kensei: стил и звук в уникална симбиоза (РЕВЮ)