Очень большой телескоп (VLT) Европейской Южной обсерватории был использован астрономами для создания первой в истории карты погоды и поверхности ближайшего к Земле коричневого карлика.
Напомним, что коричневые карлики − это небесные тела, занимающие промежуточное положение между гигантскими газовыми планетами (такими, как Юпитер и Сатурн) и слабыми холодными звёздами. С одной стороны их масса настолько велика, что в ходе гравитационного коллапса внутри них происходят термоядерные реакции синтеза. С другой стороны, массы карликов недостаточно для того, чтобы инициировать реакцию превращения водорода в гелий в их ядрах, питающую звезды энергией. Поэтому коричневые карлики могут лишь слабо светиться в инфракрасном диапазоне. Первый подтверждённый коричневый карлик был открыт лишь 20 лет назад, а всего науке известны лишь несколько сотен этих неуловимых объектов.
Коричневый карлик Luhman 16B, также известный учёным под длинным кодовым названием WISE J104915.57-531906.1B, − один из двух ближайших к Солнечной системе коричневых карликов. Эта пара неудавшихся звёзд является третьей удалённой системой от Земли, после Альфы Центавра и системы звезды Барнарда. Она была открыта в марте 2013 году в созвездии Паруса и располагается на расстоянии всего в шесть световых лет от Солнца.
Учёные заметили, что Луман 16B, слабейшая из двух, меняет свою яркость каждые несколько часов. Предполагалось, что происходит это из-за того, что она вращается, а поверхность её неоднородна.
С помощью новых методов анализа учёные обнаружили, что Луман 16В окружён горячим покровом из "пятнистых" облаков, состоящих из капелек жидкого железа и других элементов, относимых на нашей планете к полезным ископаемым. Облака имеют сложную структуру и температуру выше 1000° С. Теперь астрономы использовали Очень Большой Телескоп, чтобы не только получить изображение этого коричневого карлика, но и составить карту тёмных и светлых областей на поверхности 16B.
Ян Кроссфилд (Ian Crossfield) из Института астрономии Макса Планка, ведущий автор научной статьи, подводит итоги: "Предыдущие наблюдения позволили предположить, что коричневые карлики могут обладать пёстрой поверхностью, но теперь мы действительно смогли картировать её. Вскоре мы сможем наблюдать, как на коричневом карлике образуются и рассеиваются облака. В конце концов, экзометеорологи смогут составлять прогнозы погоды для тех, кто соберётся посетить Луман 16B. Кстати, подобная пятнистая облачность похожа на ту, что мы можем наблюдать на Юпитере".
Чтобы разглядеть поверхность карлика астрономы использовали специальный инструмент – эшелле-спектрограф CRIRES, установленный на VLT. Он позволил им не только увидеть изменения яркости во время обращения Лумана 16B, но и разглядеть, какие тёмные и яркие области его поверхности в момент наблюдения движутся от наблюдателя или к нему. Объединив эти данные с информацией о скорости вращения карлика, учёные смогли создать карту движения его атмосферы.
Автор второго исследования доктор Бет Биллер (Beth Biller) из Эдинбургского университета смогла реконструировать процессы, происходящие в разных слоях атмосферы коричневого карлика.
"Мы узнали, что погодные условия достаточно сложны, – говорит она. – Структура облака ощутимо варьируется в зависимости от глубины атмосферы. Скорее всего, там несколько слоёв облаков".
Атмосферы коричневых карликов по свойствам очень похожи на атмосферы горячих газовых экзопланет-гигантов. Поэтому, изучая атмосферы коричневых карликов, астрономы могут получить больше информации о движении "воздушных масс" молодых планет. Многие из них они надеются обнаружить в ближайшем будущем, особенно после начала работы нового инструмента SPHERE, который будет установлен на VLT в 2014 году.
"Наша карта коричневого карлика подвела нас на шаг ближе к пониманию погодных условий в других планетных системах, – говорит Кроссфилд. – С самого раннего возраста мне прививали знания о пользе и красоте карт. И теперь мы можем создавать карты объектов, находящихся даже за пределами Солнечной системы".
Научная статья астрономов была опубликована в журнале Nature, её PDF-версию можно посмотреть на сайте Европейской Южной обсерватории.
Также по теме:
Астрофизики впервые сфотографировали коричневого карлика у солнцеобразной звезды
Открыто древнейшее поколение коричневых карликов
Коричневый карлик у двойной звезды запутал астрономов
У тусклого карлика в звёздной системе Фомальгаут нашли кометный пояс
Близ мёртвого белого карлика найдена планетная система
Трупы звёзд тоже могут поддерживать жизнь на планетах
