A barna törpék - azok a nem egészen bolygón megjelenő és nem egészen csillagos tárgyak - olyan érdekes furcsaságok, amelyek tömegük túl alacsony ahhoz, hogy hidrogént égetjenek, de tömegesebbek, mint a bolygók. Csak csekély mennyiségű fényt bocsátanak ki, így nehéz felismerni őket, így a tudósok nem tudják biztosan, hányan lehetnek odakint a galaxisunkban.
A csillagászok azonban figyelemmel kísérték a WISE 0855 néven ismert barna törpét. Csak 7,2 fényévnyire van a Földtől, ez a leghidegebb tárgy a Naprendszerünkön kívül, és alig látható az infravörös hullámhosszon. De néhány ravasz spektroszkópiai megfigyelési technikával az csillagászok most meghatározták, hogy ennek az objektumnak van néhány izgalmas tulajdonsága: légköre tele van vízgőzfelhőkkel. Ez az első eset, amikor a Naprendszerünkön kívül észleltek vízfelhőket.
"Ötször gyengébb, mint bármely más objektum, amelyet ezen a hullámhosszon földi spektroszkópiával detektáltak." - mondta Andrew Skemer, az UC Santa Cruz csillagászati és asztrofizikai asszisztens professzora és az Astrophysical Journal Letters-ben közzétett WISE 0855 papír első szerzője. papír elérhető az arXiv oldalon). „Most, hogy van spektrumunk, valóban elkezdhetjük gondolkodni azon, mi folyik ezen a tárgyon. A spektrumunk azt mutatja, hogy a WISE 0855-ben a vízgőz és a felhők dominálnak, általános megjelenésük feltűnően hasonló a Jupiterhez. ”
Ez a barna törpe teljes neve WISE J085510.83-071442.5, de a barátok között vagyunk, tehát röviden a W0855. A Jupiter tömegének körülbelül ötszöröse és a leghidegebb barna törpe, amelyet valaha észleltek, átlagos hőmérséklete körülbelül 250 Kelvin fok, vagy mínusz 10 F, mínusz 20 ° C. Ez majdnem olyan hidegvé teszi, mint a Jupiter, ami 130 Kelvin fokban.
"A WISE 0855 az első alkalom arra, hogy egy extrasoláris bolygó-tömeg objektumot tanulmányozzunk, amely majdnem olyan hideg, mint a saját gáz óriásaink" - mondta Skemer.
Skemer és csapata a Gemini-North észak-távcsövet használta Hawaiiban és a Gemini Near Infrared Spectrograph-ot a WISE 0855 megfigyelésére 13 éjszaka, összesen körülbelül 14 órán keresztül. Skemer egy olyan csapat részét képezte, amely 2014-ben megvizsgálta ezt az objektumot. Nagyon korlátozott fotometriai adatok alapján találtak ideiglenes jelzéseket a vízfelhőkről. Skemer szerint egy spektrum megszerzése (amely megkülönbözteti a tárgytól a fényt az alkotóelem hullámhosszáig) volt az egyetlen módja ennek a tárgynak a molekuláris összetételének kimutatására.
Videó a WISE 0855 2014. évi felfedezéséről és tanulmányáról:
A WISE 0855 túl halvány a hagyományos spektroszkópiához optikai vagy közeli infravörös hullámhosszon, de a csapat felvette a kihívást és az objektum hőkibocsátását hullámhosszon nézte egy keskeny ablakban, körülbelül 5 mikron körül.
"Azt hiszem, hogy a kutatócsoport minden tagja valóban azt hitte, hogy azt álmodoztuk, hogy azt gondoljuk, hogy megkaphatjuk ennek a barna törpnek a spektrumát, mert annak hőfénye olyan gyenge" - mondta Skemer. A WISE 0855 annyira hűvös és halvány, hogy sok csillagász azt gondolta, hogy évekkel később lehet spektrumot elérni. "Azt hittem, meg kell várnunk, amíg a James Webb Űrtávcső működik, hogy ezt megcsináljuk" - mondta Skemer.
Ez a spektroszkópikus betekintést nyújt a WISE 0855 légkörének környezetébe. A rendelkezésre álló adatokkal a kutatók azután kifejlesztették az egyensúlyi kémia légköri modelleit egy barna törpe számára 250 Kelvin fokos hőmérsékleten, és a kapott spektrumokat különböző feltevések alapján számították ki, ideértve a zavaros és a felhők nélküli modelleket is. A modellek előre jelezték a spektrumot, amelyben a vízgőzből származó tulajdonságok dominálnak, és a felhős modell a WISE 0855 spektrumának jellemzőihez illeszkedik a legjobban.
Noha ezen objektum spektrumai feltűnően hasonlítanak a Jupiterre, a WISE 0855 légköre kevésbé turbulensnek tűnik.
"A spektrum lehetővé teszi, hogy megvizsgáljuk azokat a dinamikus és kémiai tulajdonságokat, amelyeket Jupiter légkörében már régóta tanulmányoztunk, de ezúttal egy ekstrasoláris világon" - mondta Skemer.
A tudósok szerint a WISE 0855 hasonlít a Jupiterre, mint bármely eddig felfedezett exoplanet, ami különösen érdekes, mivel a Juno misszió éppen most kezdte meg felfedezni az óriásvilágot. A Jupiternek, valamint a Naprendszer többi gázbolygójának, mind felhők és viharok vannak, bár a Jupiter felhők főként ammóniából készülnek, alacsonyabb szintű felhők talán vizet tartalmaznak. Juno egyik célja a Jupiternél a globális víztartalom meghatározása.
Források: UC Santa Cruz, Ikrek
