Künstlerkonzept des Braunen Zwergs 2MASSJ22282889-431026 (NASA / JPL-Caltech)
Die komplexen Wettermuster in der Atmosphäre eines sich schnell drehenden Braunen Zwergs wurden von Forschern mit den Infrarotfähigkeiten der Spitzer- und Hubble-Weltraumteleskope der NASA bis ins kleinste Detail kartiert. Sprechen Sie über Sonnenwind!
Manchmal als gescheiterte Sterne bezeichnet, bilden sich braune Zwerge aus kondensierendem Gas und Staub wie normale Sterne, aber es gelingt ihnen nie, genug Masse zu sammeln, um eine vollständige Wasserstofffusion in ihren Kernen zu entzünden. Infolgedessen ähneln sie eher riesigen Jupiter-ähnlichen Planeten, die wenig Wärme ausstrahlen und in ihren oberen atmosphärischen Schichten Bänder windgetriebener Wirbel besitzen.
Obwohl Braune Zwerge von Natur aus sehr dunkel sind und daher bei sichtbaren Wellenlängen des Lichts schwer zu beobachten sind, kann ihre Wärme von Hubble und dem Spitzer-Weltraumteleskop erfasst werden - beide können im nahen und fernen Infrarot gut „sehen“ , beziehungsweise.
Unter der Leitung von Forschern der Universität von Arizona nutzte ein Team von Astronomen diese umlaufenden Observatorien am 7. Juli 2011, um die Lichtkurven eines Braunen Zwergs mit dem Namen 2MASSJ22282889-431026 (kurz 2M2228) zu messen. Sie fanden heraus, dass 2M2228 periodisch ausgestellt war Das Aufhellen sowohl im nahen als auch im fernen Infrarot während seiner schnellen Drehung um 1,43 Stunden variierte das Ausmaß und die Aufhellungsrate zwischen den verschiedenen Wellenlängen, die von den beiden Teleskopen erfasst wurden.
"Mit Hubble und Spitzer konnten wir verschiedene atmosphärische Schichten eines Braunen Zwergs untersuchen, ähnlich wie Ärzte medizinische Bildgebungstechniken verwenden, um die verschiedenen Gewebe in Ihrem Körper zu untersuchen."
- Daniel Apai, leitender Ermittler an der Universität von Arizona
Diese unerwartete Varianz - oder Phasenverschiebung - zeigt höchstwahrscheinlich unterschiedliche Schichten von Wolkenmaterial und Windgeschwindigkeiten um 2M2228 an, die sich ähnlich wie die stürmischen Wolkenbänder auf Jupiter oder Saturn um den Zwergstern drehen.
Aber während die Wolken auf Jupiter aus Gasen wie Ammoniak und Methan bestehen, bestehen die Wolken von 2M2228 aus viel ungewöhnlicherem Material.
"Im Gegensatz zu den Wasserwolken der Erde oder den Ammoniakwolken des Jupiter bestehen Wolken auf braunen Zwergen aus heißen Sandkörnern, flüssigen Eisentropfen und anderen exotischen Verbindungen", sagte Mark Marley, ein Wissenschaftler am Ames Research Center der NASA Mitautor des Papiers. "Diese große atmosphärische Störung, die Spitzer und Hubble festgestellt haben, verleiht dem Konzept des extremen Wetters eine neue Bedeutung."
Während es seltsam erscheinen mag, über das Wetter auf einem Stern nachzudenken, denken Sie daran, dass Braune Zwerge viel gasplanetischer sind als „echte“ Sterne. Obwohl die Temperaturen von 600–700 ºC (1.100–1.600 ºF) auf 2M2228 sengend heiß klingen mögen, ist es im Vergleich zu normalen Sternen wie unserer Sonne mit einer Durchschnittstemperatur von 5.600 ºC (10.000 ºF) geradezu kalt. Verschiedene Materialien sammeln sich je nach Temperatur und Druck in unterschiedlichen Schichten ihrer Atmosphäre und können von verschiedenen Wellenlängen des Infrarotlichts durchdrungen werden - genau wie Gasriesenplaneten.
"Was wir hier sehen, sind Beweise für massive, organisierte Cloud-Systeme, die möglicherweise riesigen Versionen des Großen Roten Flecks auf dem Jupiter ähneln", sagte Adam Showman, ein Theoretiker an der Universität von Arizona, der an der Forschung beteiligt war. „Diese nicht synchronen Lichtvarianten liefern einen Fingerabdruck davon, wie sich die Wettersysteme des Braunen Zwergs vertikal stapeln. Die Daten deuten darauf hin, dass Regionen auf dem Braunen Zwerg, in denen das Wetter wolkig und reich an Silikatdämpfen tief in der Atmosphäre ist, mit milderen, trockeneren Bedingungen in höheren Lagen zusammenfallen - und umgekehrt. “
Die Ergebnisse des Teams wurden heute, am 8. Januar, während des 221. Treffens der American Astronomical Society in Long Beach, CA, vorgestellt.
Lesen Sie mehr auf der Spitzer-Website und finden Sie das Papier des Teams hier als PDF.
Einschub: Die Anatomie der Atmosphäre eines Braunen Zwergs (NASA / JPL).
