Bildnachweis: NASA
Ein Team von Astronomen der UCLA hat auf braunen Zwergen wolkige, stürmische Atmosphären gefunden - Objekte, die größer sind als Gasriesen wie Jupiter, aber nicht groß genug, um sich zu vollen Sternen zu entzünden. Anstatt sich stetig abzukühlen, wurde festgestellt, dass die Objekte für kurze Zeit heller werden, was auf Brüche in der wolkigen Atmosphäre zurückzuführen sein könnte.
Zum ersten Mal haben Forscher ein planetarisches Wetter beobachtet, das einen großen Einfluss auf Objekte außerhalb unseres Sonnensystems hat.
Ein Team von Wissenschaftlern der NASA und der University of California in Los Angeles (UCLA) hat auf braunen Zwergen wolkige, stürmische Atmosphären gefunden, Himmelskörper, die weniger massereich als Sterne sind, aber mehr Masse als riesige Planeten wie Jupiter haben. Die Entdeckung wird Wissenschaftlern bessere Werkzeuge zur Interpretation von Atmosphäre und Wetter auf Braunen Zwergen oder auf Planeten um andere Sterne geben.
"Die beste Analogie zu dem, was wir an diesen Objekten beobachten, sind die Sturmmuster auf Jupiter", sagte Adam Burgasser, Astronom an der UCLA und Hauptautor der Studie. "Aber ich vermute, dass das Wetter auf diesen massiveren Braunen Zwergen den Großen Roten Fleck wie ein kleines Gewitter aussehen lässt." Jupiters großer roter Fleck ist ein massiver Sturm mit einem Durchmesser von mehr als 24.000 km und Windgeschwindigkeiten von bis zu 300 km / h. Burgasser hat sich mit dem Planetenwissenschaftler Mark Marley, dem Meteorologen Andrew Ackerman vom NASA Ames Research Center im kalifornischen Silicon Valley und anderen Mitarbeitern zusammengetan, um vorzuschlagen, wie Wetterphänomene für rätselhafte Beobachtungen von Braunen Zwergen verantwortlich sein könnten.
„Wir hatten darüber nachgedacht, wie Stürme das Auftreten von Braunen Zwergen beeinflussen könnten. Sagte Marley. "Und als Adam uns die neuen Daten zeigte, stellten wir fest, dass es ziemlich gut passt." Das Team berechnete, dass die Verwendung eines Modells mit Brüchen oder Löchern in der wolkigen Atmosphäre die mysteriösen Beobachtungen kühlender Brauner Zwerge löste.
Braune Zwerge, erst kürzlich beobachtete Mitglieder des Himmels, sind „bestenfalls gescheiterte Sterne“, sagte Ackerman. Braune Zwerge, die nicht massiv genug sind, um das Verbrennen von Wasserstoff wie Sterne aufrechtzuerhalten, durchlaufen Abkühlungsphasen, die Wissenschaftler mit Infrarot-Energieerfassungsteleskopen beobachten. Sie erscheinen als schwaches Leuchten, wie eine Glut eines Feuers, das beim Dimmen sowohl Wärme als auch Lichtenergie abgibt.
Die Astronomen erwarteten, dass Braune Zwerge, wie die meisten Objekte im Universum, beim Abkühlen immer schwächer werden. Neue Beobachtungen zeigten jedoch, dass Braune Zwerge während einer relativ kurzen Phase beim Abkühlen heller zu werden scheinen. Die Erklärung liegt in den Wolken.
Braune Zwerge sind mindestens 25.000 Mal schwächer als die Sonne und mit Temperaturen von bis zu 2.000 Grad Kelvin immer noch unglaublich heiß. Bei so hohen Temperaturen treten Dinge wie Eisen und Sand als Gase auf. Wenn sich braune Zwerge abkühlen, kondensieren diese Gase in der Atmosphäre zu flüssigen Tröpfchen und bilden Wolken, ähnlich wie Wasserwolken auf der Erde. Wenn sich der Braune Zwerg weiter abkühlt, klären sich die Wolken schnell, was durch atmosphärische Wettermuster verursacht wird. Während die Wolken von den Stürmen weggewischt werden, entweicht helles Infrarotlicht aus der heißeren Atmosphäre unter den Wolken, was für die ungewöhnliche Aufhellung der Braunen Zwerge verantwortlich ist.
„Das von der Gruppe zum ersten Mal entwickelte Modell entspricht den Merkmalen einer sehr breiten Palette von Braunen Zwergen, jedoch nur unter Berücksichtigung der Wolkenreinigung“, sagte Burgasser. "Während viele Gruppen angedeutet haben, dass Wolkenstrukturen und Wetterphänomene vorhanden sein sollten, glauben wir, dass wir tatsächlich gezeigt haben, dass Wetter vorhanden ist und ziemlich dramatisch sein kann."
Indem Ackerman das Wetter auf der Erde als Ausgangspunkt verwendete, half er dem Team, Stürme - einschließlich Wind, Abwinde und Eisenregen - in ihre Berechnungen einzubeziehen. "Die Astrophysiker brauchten Hilfe beim Verständnis des Regens, da dies bei den meisten Sternen kein wichtiger Prozess ist." Sagte Ackerman. "Wir haben Beobachtungen und Simulationen von Erdwolken verwendet, um die Auswirkung von Eisenregen auf die Dicke einer Eisenwolke abzuschätzen."
Die Studie des Teams, die in der Astrophysical Journal Letters vom 1. Juni veröffentlicht wird, wird Forschern helfen, die Zusammensetzung von Atmosphären außerhalb unseres Sonnensystems zu bestimmen. "Braune Zwerge wurden traditionell wie Sterne untersucht, aber es ist eher ein Kontinuum", sagte Marley. "Wenn Sie mit diesen Leuten ein Fahndungsfoto von Jupiter machen, ist es nur ein sehr massearmer Brauner Zwerg." Braune Zwerge sind ein Übungsplatz für Wissenschaftler, um zu lernen, wie man Beobachtungen von planetähnlichen Objekten um andere Sterne herum interpretiert, sagte er. „Jeder möchte braune Zwerge finden, die noch kälter sind und wie die Erde Wasserwolken haben. Sobald wir diese gefunden haben, wird dies ein guter Test für unser Verständnis sein. “
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
