Вперше виміряна швидкість вітрів на коричневому карлику

Коричневий карлик в уяві художника. Credit: NASA.Коричневий карлик в уяві художника. Credit: NASA.Грунтуючись на фактах, відомих про планети-гіганти Сонячної системи, група вчених на чолі з Кейтлін Аллерс з Бакнеллского університету (США) знайшла спосіб виміряти швидкість вітру на коричневому карлику, комбінуючи радіоспостереження на масиві «Very Large Array» і інфрачервоні дані космічного телескопа NASA «Spitzer».

Результати представлені в журналі «Science».

«Коли ми зрозуміли з якого боку підійти до проблеми, ми були здивовані, що ніхто не зробив цього до нас», – розповідає Кейтлін Аллерс.

Коричневими карликами називають об'єкти, що перевершують по масі планети, але все-таки не набравші достатньої маси для запуску термоядерних реакцій в надрах, що зробило б їх повноцінними зірками.

Астрономи вивчили «зірку, що не відбулася» 2MASS J10475385 + 2124234 в 34-х світлових роках від Землі, яку за розміром можна порівняти з Юпітером, але в 40 разів масивніше за нього.

«Ми відзначили, що період обертання Юпітера, визначений в радіодіапазоні, відрізняється від періоду, розрахованого за спостереженнями на видимих і інфрачервоних довжинах хвиль», – пишуть автори дослідження.

Ця різниця, на думку вчених, полягає в тому, що радіовипромінювання викликано електронами, що взаємодіють з магнітним полем планети, що виходить з її глибин, в той час як інфрачервоне випромінювання народжується в верхній частині атмосфери. Зовнішні шари газового гіганта обертаються швидше, ніж його надра, і відповідна різниця в швидкостях обумовлена атмосферними вітрами.

«Оскільки ми очікуємо, що на коричневому карлику будуть діяти ті ж механізми, ми вирішили виміряти його швидкості обертання на різних довжинах хвиль», – додала Джоанна Вос, співавтор дослідження з Американського музею природної історії.

Астрономи спостерігали 2MASS J10475385 + 2124234 на «Spitzer» в 2017-му і 2018-му роках і виявили, що яскравість інфрачервоного випромінювання постійно змінювалася, ймовірно, через обертання якогось елемента, що довго живе, у верхній атмосфері коричневого карлика. У 2018-му році команда провела спостереження на «Very Large Array», щоб виміряти період обертання внутрішньої частини об'єкта.

Ілюстрація магнітного поля Юпітера. Credit: NASA/JPL.Ілюстрація магнітного поля Юпітера. Credit: NASA/JPL.Як і у випадку з Юпітером, вони виявили, що атмосфера коричневого карлика обертається швидше, ніж його надра, з розрахунковою швидкістю вітру близько 2300 кілометрів на годину. Це значно швидше, ніж швидкість вітру на п'ятій планеті Сонячної системи (близько 400 кілометрів на годину), і узгоджується з теорією і моделюванням, які пророкують більш високі швидкості вітру у «зірок, що не відбулися».

Застосована методика може використовуватися для вимірювання вітрів не тільки на інших коричневих карликах, а й на планетах за межами Сонячної системи.

«Оскільки магнітні поля гігантських екзопланет слабкіші, ніж у коричневих карликів, радіовиміри необхідно проводити на більш низьких частотах, в порівнянні з тими, що ми використовували в разі 2MASS J10475385 + 2124234. Ми раді, що відтепер наш метод може бути використаний для вивчення атмосферної динаміки коричневих карликів і позасонячних планет», – заявили автори дослідження.

 

Переглядів: 87 |
Всього коментарів: 0
avatar