Ruskeat kääpiöt - ne ei-aivan-planeetta ja ei-aivan-tähti esineet - ovat kiehtovia omituisuuksia, jotka ovat liian pienimassallisia vedyn polttamiseksi, mutta ovat massiivisempia kuin planeetat. Ne lähettävät vain vähäisen määrän valoa, joten niitä on vaikea havaita, mikä tekee tutkijoista epävarmoja siitä, kuinka monta heistä saattaa olla ulkona galaksissamme.
Mutta tähtitieteilijät ovat pitäneet silmällä yhtä erityistä ruskeaa kääpiötä, joka tunnetaan nimellä WISE 0855. Vain 7,2 valovuoden päässä maasta, se on kylmin tunnettu kohde aurinkokuntamme ulkopuolella ja on vain tuskin näkyvissä infrapuna-aallonpituuksilla. Mutta tähtitieteilijät ovat nyt eräillä oivallisilla spektroskooppisilla havainnointitekniikoilla todenneet, että tällä esineellä on jännittäviä ominaisuuksia: sen ilmapiiri on täynnä vesihöyrypilviä. Tämä on ensimmäinen kerta, kun vesipilviä on havaittu aurinkokunnan ulkopuolella.
"Se on viisi kertaa heikompi kuin mikään muu kohde, joka havaittiin maapallospektroskopialla tällä aallonpituudella", kertoi UC Santa Cruzin tähtitieteen ja astrofysiikan apulaisprofessori Andrew Skemer ja ensimmäinen kirjailija WISE 0855 -lehdessä, joka julkaistiin Astrophysical Journal Letters -lehdessä (). paperi on saatavana arXiv täältä). ”Nyt kun meillä on spektri, voimme todella alkaa miettiä mitä tässä objektissa tapahtuu. Valikoimamme osoittaa, että WISE 0855: ää hallitsevat vesihöyry ja pilvet, ja niiden ulkonäkö on hämmästyttävän samanlainen kuin Jupiter. "
Tämän ruskean kääpiön täydellinen nimi on WISE J085510.83-071442.5, mutta olemme ystävien keskuudessa, joten se on lyhytaikaisesti W0855. Sillä on noin viisinkertainen Jupiterin massa ja se on kylmin ruskea kääpiö, joka koskaan on havaittu, keskimääräisen lämpötilan ollessa noin 250 astetta Kelviniä tai miinus 10 astetta F, miinus 20 ° C. Tämä tekee siitä lähes yhtä kylmän kuin Jupiter, joka on 130 Kelvin astetta.
"WISE 0855 on ensimmäinen tilaisuutemme tutkia ekstrasolaarista planeetta-massaobjektia, joka on melkein yhtä kylmä kuin omat kaasujättilämme", Skemer sanoi.
Skemer ja hänen tiiminsä käyttivät Gemini-North-kaukoputkea Havaijilla ja Gemini Near Infrared Spectrograph -tarkkailijaa WISE 0855: n tarkkailuun 13 yön aikana yhteensä noin 14 tunnin ajan. Skemer oli osa ryhmää, joka tutki tätä objektia vuonna 2014 ja löysi alustavia merkkejä vesipilvistä erittäin rajoitettujen fotometristen tietojen perusteella. Skemer sanoi, että spektrin (joka erottaa valon esineestä kappaleen aallonpituuksiksi) saaminen oli ainoa tapa havaita tämän kohteen molekyylikoostumus.
Video WISE 0855: n vuoden 2014 keksinnästä ja tutkimuksesta:
WISE 0855 on liian heikko tavanomaiselle spektroskopialle optisilla tai lähellä infrapuna-aallonpituuksilla, mutta joukkue vastasi haasteeseen ja katsoi kohteen lämpöä säteilyä aallonpituuksilla kapeassa ikkunassa, noin 5 mikronia.
"Uskon, että kaikki tutkimusryhmän jäsenet todella uskoivat haaveilevansa sitä mieltä, että voisimme saada spektrin tästä ruskeasta kääpiöstä, koska sen lämpöhehku on niin heikko", Skemer sanoi. WISE 0855 on niin viileä ja heikko, että monet tähtitieteilijät ajattelivat, että spektrin saaminen voisi kulua vuosia. "Luulin, että meidän olisi odotettava, kunnes James Webbin avaruusteleskooppi toimii," Skemer sanoi.
Tämä spektroskooppinen näkymä antoi vilkaisun WISE 0855: n ilmapiirin ympäristöön. Käsiteltävien tietojen kanssa tutkijat kehittivät sitten ilmakehän mallit tasapainokemiasta ruskealle kääpiölle 250 Kelvin asteessa ja laskivat tuloksena saadut spektrit erilaisilla oletuksilla, mukaan lukien pilvinen ja pilvoton malli. Mallit ennustivat spektrin, jota hallitsevat vesihöyrystä johtuvat piirteet, ja samea malli tuotti parhaiten WISE 0855: n spektrin ominaisuudet.
Vaikka tämän objektin spektrit ovat hämmästyttävän samanlaiset kuin Jupiterin, WISE 0855: n ilmapiiri näyttää olevan vähemmän turbulentti.
"Spektri antaa meille mahdollisuuden tutkia dynaamisia ja kemiallisia ominaisuuksia, joita on jo pitkään tutkittu Jupiterin ilmakehässä, mutta tällä kertaa ekstrasolaarisessa maailmassa", Skemer sanoi.
Tutkijoiden mukaan WISE 0855 näyttää enemmän Jupiterilta kuin mikään vielä löydetty eksoplaneetta, mikä on erityisen kiehtovaa, koska Juno-operaatio on juuri alkanut etsimään jättiläismaailmassa. Jupiterissa, kuten myös muissa aurinkokunnan kaasuplaneetoissa, on pilviä ja myrskyjä, vaikka Jupiterin pilvet ovat pääosin ammoniakkia, ja matalamman tason pilvet sisältävät ehkä vettä. Yksi Junon tavoitteista on määrittää maailmanlaajuinen vesipitoisuus Jupiterissa.
Lähteet: UC Santa Cruz, Kaksoset
