5.5K
Основываясь на фактах, известных о планетах-гигантах Солнечной системы, группа ученых во главе с Кейтлин Аллерс из Бакнеллского университета (США) нашла способ измерить скорость ветра на коричневом карлике, комбинируя радионаблюдения на массиве «Very Large Array» и инфракрасные данные космического телескопа NASA «Spitzer». Результаты представлены в журнале Science.
«Когда мы поняли с какой стороны подойти к проблеме, мы были удивлены, что никто не сделал этого до нас», – рассказывает Кейтлин Аллерс.
Коричневыми карликами называют объекты, превосходящие по массе планеты, но все же не набравшие достаточную массу для запуска термоядерных реакций в недрах, что сделало бы их полноценными звездами.
Астрономы изучили «несостоявшуюся звезду» 2MASS J10475385 + 2124234 в 34 световых годах от Земли, по размеру сравнимую с Юпитером, но в 40 раз массивнее его.
«Мы отметили, что период вращения Юпитера, определенный в радиодиапазоне, отличается от периода, рассчитанного по наблюдениям на видимых и инфракрасных длинах волн», – пишут авторы исследования.
Эта разница, по мнению ученых, заключается в том, что радиоизлучение вызвано электронами, взаимодействующими с магнитным полем планеты, исходящим из ее глубин, в то время как инфракрасное излучение рождается в верхней части атмосферы. Внешние слои газового гиганта вращаются быстрее, чем его недра, и соответствующая разница в скоростях обусловлена атмосферными ветрами.
«Поскольку мы ожидаем, что на коричневом карлике будут действовать те же механизмы, мы решили измерить его скорости вращения на разных длинах волн», – добавила Джоанна Вос, соавтор исследлвания из Американского музея естественной истории.
Астрономы наблюдали 2MASS J10475385 + 2124234 на «Spitzer» в 2017 и 2018 годах и обнаружили, что яркость инфракрасного излучения регулярно менялась, вероятно, из-за вращения какого-то долгоживущего элемента в верхней атмосфере коричневого карлика. В 2018 году команда провела наблюдения на «Very Large Array», чтобы измерить период вращения внутренней части объекта.
Как и в случае с Юпитером, они обнаружили, что атмосфера коричневого карлика вращается быстрее, чем его недра, с расчетной скоростью ветра около 2300 километров в час. Это значительно быстрее, чем скорость ветра на пятой планете Солнечной системы (около 400 километров в час), и согласуется с теорией и моделированием, которые предсказывают более высокие скорости ветра у «несостоявшихся звезд».
Примененная методика может использоваться для измерения ветров не только на других коричневых карликах, но и на планетах за пределами Солнечной системы.
«Поскольку магнитные поля гигантских экзопланет слабее, чем у коричневых карликов, радиоизмерения необходимо проводить на более низких частотах, по сравнению с теми, что мы использовали в случае 2MASS J10475385 + 2124234. Мы рады, что отныне наш метод может быть использован для изучения атмосферной динамики коричневых карликов и внесолнечных планет», – заключили авторы исследования.