Denken Sie, dass das Wetter diesen Winter hier auf der Erde schlecht ist? Versuchen Sie einmal, auf dem Braunen Zwerg Luhman 16B Urlaub zu machen.
Zwei Studien des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg in dieser Woche bieten den ersten Einblick in die atmosphärischen Merkmale eines Braunen Zwergs.
Ein Brauner Zwerg ist ein substellares Objekt, das die Lücke zwischen einem Planeten mit hoher Masse bei über 13 Jupitermassen und einem roten Zwergstern mit niedriger Masse bei über 75 Jupitermassen überbrückt. Bisher wurden nur wenige Braune Zwerge direkt abgebildet. Für die Studie verwendeten die Forscher das kürzlich entdeckte Braunzwergpaar Luhman 16A & B. Bei etwa 45 (A) und 40 (B) Jupitermassen ist das Paar 6,5 Lichtjahre entfernt und befindet sich im Sternbild Vela. Nur Alpha Centauri und Barnards Stern sind näher an der Erde. Luhman A ist ein brauner Zwerg vom Typ L, während die B-Komponente ein substellares Objekt vom Typ T ist.
Mehr zur Geschichte: Lesen Sie einen Bericht „hinter den Kulissen“ darüber, wie diese Entdeckung gemacht wurde - vom Vorschlag bis zur Pressemitteilung.
"Frühere Beobachtungen haben ergeben, dass Braune Zwerge fleckige Oberflächen haben, aber jetzt können wir beginnen, sie direkt abzubilden." Ian Crossfield vom Max-Planck-Institut für Astronomie sagte in der Pressemitteilung dieser Woche. "Was wir sehen, ist vermutlich eine fleckige Wolkendecke, ähnlich wie wir es auf Jupiter sehen."
Um diese Bilder zu konstruieren, verwendeten Astronomen eine indirekte Technik, die als Doppler-Bildgebung bekannt ist. Diese Methode nutzt die winzigen Verschiebungen, die beobachtet werden, wenn sich die rotierenden Merkmale beim Braunen Zwerg nähern und vom Beobachter zurücktreten. Doppler-Geschwindigkeiten von Merkmalen können auch auf die beobachteten Breiten sowie auf die Neigung oder Neigung des Körpers zu unserer Sichtlinie hinweisen.
Sie brauchen jedoch keine Jacke, da die Forscher das Wetter auf dem Luhman 16B im Bereich von 1100 Grad Celsius messen, mit einem Regen geschmolzenen Eisens in einer überwiegend Wasserstoffatmosphäre.
Die Studie wurde mit dem CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) durchgeführt, der auf dem 8-Meter-Teleskop Very Large Telescope am Paranal-Observatoriumskomplex des European Southern Observatory (ESO) in Chile montiert war. CRIRES erhielt die Spektren, die für die Rekonstruktion der Braunen Zwergkarte erforderlich waren, während Backup-Helligkeitsmessungen mit der am 2,2-Meter-Teleskop am ESO La Silla Observatory angebrachten astronomischen Kamera GROND (Gamma-Ray Burst Optical / Nahinfrarotdetektor) durchgeführt wurden.
In der nächsten Beobachtungsphase werden Braune Zwerge mit dem SPHERE-Instrument (Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet Research) abgebildet, das später in diesem Jahr in der Very Large Telescope-Einrichtung online gehen soll.
Und das könnte eine neue Ära der direkten Abbildung von Merkmalen auf Objekten außerhalb unseres Sonnensystems einleiten, einschließlich Exoplaneten.
„Das Aufregende ist, dass dies nur der Anfang ist. Mit den nächsten Teleskopgenerationen und insbesondere dem 39-Meter-europäischen Großteleskop werden wir wahrscheinlich Oberflächenkarten von weiter entfernten Braunen Zwergen sehen - und schließlich eine Oberflächenkarte für einen jungen Riesenplaneten “, sagte Beth Biller, eine Forscherin zuvor am Max-Planck-Institut und jetzt an der Universität von Edinburgh. Billers Untersuchung des Paares ging noch eingehender und analysierte Helligkeitsänderungen bei verschiedenen Wellenlängen, um die atmosphärische Struktur der Braunen Zwerge in verschiedenen Tiefen zu untersuchen.
"Wir haben gelernt, dass das Wettermuster auf diesen Braunen Zwergen ziemlich komplex ist", sagte Biller. „Die Wolkenstruktur des Braunen Zwergs variiert in Abhängigkeit von der atmosphärischen Tiefe sehr stark und kann nicht mit einschichtigen Wolken erklärt werden.“
Das Papier auf der Wettermusterkarte des Braunen Zwergs erscheint heute am 30. JanuarthAusgabe 2014 von Natur unter dem Titel Kartierung fleckiger Wolken auf einem nahe gelegenen braunen Zwerg.
Das in der Studie anvisierte Braune Zwergpaar wurde nach dem Forscher Kevin Luhman von der Pennsylvania State University, der das Paar Mitte März 2013 entdeckte, als Luhman 16A & B bezeichnet. Luhman hat bisher 16 binäre Systeme entdeckt. Die WISE-Katalogbezeichnung für das System hat die wesentlich umständlichere und telefonnummernähnlichere Bezeichnung von WISE J104915.57-531906.1.
Wir haben die Forscher eingeholt, um sie nach Einzelheiten zur Ausrichtung und Rotation des Paares zu fragen.
„Die Rotationsperiode von Luhman 16B wurde zuvor gemessen, wobei die global gemittelten Helligkeitsänderungen des Braunen Zwergs über viele Tage beobachtet wurden. Luhman 16A scheint eine gleichmäßig dicke Wolkenschicht zu haben, daher weist es keine solche Variation auf und wir kennen seine Periode noch nicht “, sagte Crossfield Space Magazine. „Wir können die Neigung der Rotationsachse abschätzen, weil wir die Rotationsperiode kennen, wissen, wie groß braune Zwerge sind, und in unserer Studie haben wir die„ projizierte “Rotationsgeschwindigkeit gemessen. Daraus wissen wir, dass wir den Braunen Zwerg in der Nähe des Äquators sehen müssen. “
Die erstellten Karten entsprechen einer erstaunlich schnellen Rotationszeit von knapp 6 Stunden für Luhman 16B. Der Planet Jupiter - einer der schnellsten Rotatoren in unserem Sonnensystem - dreht sich alle 9,9 Stunden.
"Die Rotationsperiode von Luhman 16B ist aus 12 Nächten Variabilitätsüberwachung bekannt", sagte Biller Space Magazine. „Die Variabilität der B-Komponente stimmt mit den Ergebnissen von 2013 überein, aber die A-Komponente hat eine geringere Variabilitätsamplitude und eine etwas andere Rotationsperiode von vielleicht 3-4 Stunden, aber das ist immer noch ein sehr vorläufiges Ergebnis.“
Diese erste Abbildung der Wolkenmuster auf einem Braunen Zwerg ist ein Meilenstein und verspricht ein viel besseres Verständnis dieser Übergangsklasse von Objekten.
Kombinieren Sie diese Ankündigung mit dem kürzlich in einem direkten Bild aufgenommenen Braunen Zwerg in der Nähe, und es ist offensichtlich, dass eine neue Ära der Exoplanetenwissenschaft bevorsteht, in der wir nicht nur die Existenz entfernter Welten und substellarer Objekte bestätigen können, sondern auch charakterisieren, wie sie tatsächlich sind.
