Hnědí trpaslíci - tito ne zcela planetě a ne zcela hvězdné objekty - jsou zajímavé zvláštnosti, které jsou příliš nízké na to, aby spalovaly vodík, ale jsou hmotnější než planety. Vyzařují jen slabé množství světla, takže je těžké je detekovat, takže vědci si nejsou jistí, kolik jich může být v naší galaxii.
Astronomové však sledují jednoho konkrétního hnědého trpaslíka zvaného WISE 0855. Pouhých 7,2 světelných let od Země je nejchladnějším známým objektem mimo naši sluneční soustavu a je jen stěží viditelný na infračervených vlnových délkách. Ale s některými progresivními spektroskopickými pozorovacími technikami astronomové nyní zjistili, že tento objekt má některé vzrušující vlastnosti: jeho atmosféra je plná mraků vodní páry. Toto je poprvé, co byly mimo naši sluneční soustavu detekovány vodní mraky.
"Je to pětkrát slabší než jakýkoli jiný objekt detekovaný pozemní spektroskopií na této vlnové délce," řekl Andrew Skemer, odborný asistent astronomie a astrofyziky v UC Santa Cruz a první autor na článku o WISE 0855 zveřejněném v Astrophysical Journal Letters ( papír je k dispozici na arXiv zde). "Nyní, když máme spektrum, můžeme opravdu začít přemýšlet o tom, co se v tomto objektu děje." Naše spektrum ukazuje, že WISE 0855 dominují vodní páry a mraky, s celkovým vzhledem, který je nápadně podobný Jupiteru. “
Celé jméno tohoto hnědého trpaslíka je WISE J085510.83-071442.5, ale jsme mezi přáteli, zkrátka je to W0855. Má asi pětinásobek hmotnosti Jupiteru a je nejchladnějším hnědým trpaslíkem, který byl kdy detekován, s průměrnou teplotou asi 250 stupňů Kelvinu nebo mínus 10 stupňů F, mínus 20 ° C. stupňů Kelvin.
"WISE 0855 je naší první příležitostí studovat extrasolární planetární hmotu, která je skoro stejně chladná jako naše vlastní plynové obři," řekl Skemer.
Skemer a jeho tým použili dalekohled Gemini-North na Havaji a Gemini Near Infrared Spectrograph k pozorování WISE 0855 po dobu 13 nocí, celkem asi 14 hodin. Skemer byl součástí týmu, který tento objekt studoval v roce 2014 a na základě velmi omezených fotometrických údajů našel pokusné náznaky vodních mraků. Skemer řekl, že získání spektra (které odděluje světlo od objektu na jeho vlnové délky komponenty) bylo jediným způsobem, jak zjistit molekulární složení tohoto objektu.
Video o objevu a studii WISE 0855 v roce 2014:
WISE 0855 je příliš slabý na konvenční spektroskopii na optických nebo blízkých infračervených vlnových délkách, ale tým vzal výzvu a podíval se na tepelné emise z objektu na vlnových délkách v úzkém okně kolem 5 mikronů.
"Myslím, že všichni ve výzkumném týmu skutečně věřili, že se nám zdálo, že bychom mohli získat spektrum tohoto hnědého trpaslíka, protože jeho tepelná záře je tak slabá," řekl Skemer. WISE 0855, je tak chladný a slabý, že si mnozí astronomové mysleli, že to bude roky, než bude možné získat spektrum. "Myslel jsem, že budeme muset počkat, až to vesmírný dalekohled Jamese Webba bude fungovat," řekl Skemer.
Tento spektroskopický pohled poskytl letmý pohled do prostředí atmosféry WISE 0855. S daty v ruce vědci poté vyvinuli atmosférické modely rovnovážné chemie pro hnědého trpaslíka při 250 stupních Kelvina a vypočítali výsledná spektra za různých předpokladů, včetně modelů oblačných a bez mraků. Modely předpovídaly spektrum dominované vlastnostmi vyplývajícími z vodní páry a zakalený model poskytl to nejlepší, co by odpovídalo vlastnostem ve spektru WISE 0855.
Zatímco spektra tohoto objektu jsou nápadně podobná Jupiteru, zdá se, že WISE 0855 má méně turbulentní atmosféru.
"Spektrum nám umožňuje zkoumat dynamické a chemické vlastnosti, které byly dlouho studovány v Jupiterově atmosféře, ale tentokrát na extrasolárním světě," řekl Skemer.
Vědci tvrdí, že WISE 0855 vypadá Jupiteru podobněji než jakýkoli dosud objevený exoplanet, což je obzvláště zajímavé, protože mise Juno právě začala zkoumat obrovský svět. Jupiter, společně s ostatními planetami plynu v naší Sluneční soustavě, mají všechny mraky a bouře, i když Jupiterovy mraky jsou tvořeny hlavně amoniakem a mraky nižší úrovně, které možná obsahují vodu. Jedním z cílů Juno je určit globální množství vody v Jupiteru.
Zdroje: UC Santa Cruz, Blíženci
