Pruunid kääbused - need mitte päris planeedi ja mitte päris tähega objektid - on intrigeerivad veidrused, mille mass on vesiniku põletamiseks liiga väike, kuid on massiivsem kui planeedid. Need kiirgavad ainult vähest valgust, nii et neid on raske tuvastada, mistõttu teadlased pole kindlad, kui palju neist võib meie galaktikas väljas olla.
Kuid astronoomid on silma peal hoidnud ühe konkreetse pruuni kääbuse nimega WISE 0855. Kõigest 7,2 valgusaasta kaugusel Maast on see meie Päikesesüsteemist kõige külmem teadaolev objekt ja on infrapunakiirguse lainepikkustel vaevu nähtav. Kuid mõne kavala spektroskoopilise vaatlusmeetodi abil on astronoomid nüüdseks leidnud, et sellel objektil on põnevaid omadusi: selle atmosfäär on täis veeauru pilvi. See on esimene kord, kui väljaspool meie päikesesüsteemi on tuvastatud veepilved.
"See on viis korda õhem kui ükski teine objekt, mida sellel lainepikkusel maapealse spektroskoopia abil tuvastati," ütles UC Santa Cruzi astronoomia ja astrofüüsika abiprofessor Andrew Skemer ja esimene autor WISE 0855 paberil, mis avaldati ajakirjas Astrophysical Journal Letters ( paber on saadaval arXivis siin). „Nüüd, kui meil on spekter, saame tõesti hakata mõtlema, mis selles objektis toimub. Meie spekter näitab, et WISE 0855-s domineerivad veeaur ja pilved ning nende üldine välimus sarnaneb silmatorkavalt Jupiteriga. ”
Selle pruuni kääbiku täisnimi on WISE J085510.83-071442.5, kuid me oleme sõprade hulgas, nii et see on lühidalt W0855. Sellel on Jupiteri massist umbes viis korda suurem ja see on kõige külmem pruun kääbus, keda eales avastatud, keskmise temperatuuriga umbes 250 kraadi Kelvini ehk miinus 10 kraadi F, miinus 20 ° C. See teeb temast peaaegu sama külma kui Jupiter, mis on 130 kraadi Kelvini kohta.
"WISE 0855 on meie esimene võimalus uurida ekstrasolaarset planeedimassi objekti, mis on peaaegu sama külm kui meie oma gaasigigandid," ütles Skemer.
Skemer ja tema meeskond kasutasid Gemini-North teleskoopi Hawaiil ja Gemini Near Infrared Spektrograafi, et jälgida WISE 0855 13 öösel kokku umbes 14 tunni jooksul. Skemer oli osa 2014. aastal seda objekti uurinud meeskonnast, kes leidis väga piiratud fotomeetriliste andmete põhjal esialgseid veepilvede näiteid. Skemer ütles, et spektri saamine (mis eraldab valgust objektist selle komponendi lainepikkusteks) oli ainus viis selle objekti molekulaarse koostise tuvastamiseks.
Video WISE 0855 2014. aasta avastuse ja uuringu kohta:
WISE 0855 on tavalise spektroskoopia jaoks liiga nõrk optiliste või infrapunakiirguse lainepikkuste jaoks, kuid meeskond võttis väljakutse vastu ja vaatas objekti soojusemissioone lainepikkustel kitsas 5-mikronises aknas.
"Ma arvan, et kõik uurimisrühma liikmed uskusid tõesti, et me unistame mõelda, et saaksime selle pruuni kääbuse spektri, kuna selle termiline sära on nii nõrk," ütles Skemer. WISE 0855 on nii lahe ja nõrk, et paljude astronoomide arvates oleks spektri saamiseks aastaid aega. "Arvasin, et selleks peame ootama, kuni James Webbi kosmoseteleskoop töötab," sõnas Skemer.
See spektroskoopiline vaade pakkus pilgu WISE 0855 atmosfääri keskkonda. Kättesaadavate andmete abil töötasid teadlased seejärel välja pruuni kääbuse tasakaalukemikaalide atmosfäärimudelid 250 kraadise Kelvini kraadi juures ja arvutasid saadud spektrid erinevate eelduste alusel, sealhulgas hägused ja pilvevabad mudelid. Mudelid ennustasid spektrit, milles domineerivad veeaurust tulenevad omadused, ja hägune mudel andis WISE 0855 spektri tunnustele kõige paremini vastavuse.
Ehkki selle objekti spektrid on hämmastavalt sarnased Jupiteriga, näib WISE 0855 atmosfääri vähem turbulentsi.
"Spekter võimaldab meil uurida dünaamilisi ja keemilisi omadusi, mida on Jupiteri atmosfääris juba pikka aega uuritud, kuid seekord ekstrasolaarses maailmas," ütles Skemer.
Teadlaste sõnul sarnaneb WISE 0855 Jupiteriga rohkem kui ükski seni avastatud eksoplaneet, mis on eriti intrigeeriv, kuna Juno missioon on just alustanud uurimist hiiglaslikus maailmas. Jupiteril on koos teiste meie Päikesesüsteemi gaasiplaneetidega pilved ja tormid, ehkki Jupiteri pilved on peamiselt ammoniaagist, madalama taseme pilved sisaldavad võib-olla vett. Juno üks eesmärke on kindlaks määrata globaalne vee arvukus Jupiteris.
Allikad: UC Santa Cruz, Kaksikud
