Έννοια του καλλιτέχνη του καφέ νάνου 2MASSJ22282889-431026 (NASA / JPL-Caltech)
Τα πολύπλοκα καιρικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα ενός ταχέως περιστρεφόμενου καφέ νάνου έχουν χαρτογραφηθεί με την υψηλότερη λεπτομέρεια ποτέ από ερευνητές που χρησιμοποιούν τις υπέρυθρες ικανότητες των διαστημικών τηλεσκοπίων Spitzer και Hubble της NASA… μιλάμε για τον ηλιακό άνεμο!
Μερικές φορές αναφέρονται ως αποτυχημένα αστέρια, καφέ νάνοι σχηματίζονται από συμπύκνωση αερίου και σκόνη σαν κανονικά αστέρια, αλλά ποτέ δεν καταφέρνουν να συγκεντρώσουν αρκετή μάζα για να πυροδοτήσουν την πλήρη σύντηξη υδρογόνου στους πυρήνες τους. Ως αποτέλεσμα, μοιάζουν περισσότερο με τεράστιους πλανήτες που μοιάζουν με Δία, εκπέμποντας χαμηλά επίπεδα θερμότητας ενώ κατέχουν ζώνες από ανεμοδαρμούς στα ανώτερα ατμοσφαιρικά στρώματά τους.
Παρόλο που οι καφέ νάνοι είναι από τη φύση τους πολύ σκοτεινοί και επομένως δύσκολο να παρατηρηθούν σε ορατά μήκη κύματος του φωτός, η θερμότητα τους μπορεί να ανιχνευθεί από το Χαμπλ και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer - και τα δύο μπορούν να «δουν» καλά σε κοντινά και μακριά υπέρυθρα , αντίστοιχα.
Με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε αυτά τα παρατηρητήρια σε τροχιά στις 7 Ιουλίου 2011 για να μετρήσει τις καμπύλες φωτός από έναν καφέ νάνο που ονομάζεται 2MASSJ22282889-431026 (2M2228 για συντομία.) Αυτό που βρήκαν ήταν ότι ενώ το 2M2228 παρουσίασε περιοδικά Φωτίζοντας τόσο κοντά όσο και πολύ υπέρυθρες κατά τη διάρκεια της ταχείας περιστροφής 1,43 ωρών, η ποσότητα και ο ρυθμός φωτεινότητας ποικίλλουν μεταξύ των διαφορετικών μηκών κύματος που ανιχνεύθηκαν από τα δύο τηλεσκόπια.
«Με τους Hubble και Spitzer, καταφέραμε να εξετάσουμε διαφορετικά ατμοσφαιρικά στρώματα ενός καφέ νάνου, παρόμοιο με τον τρόπο που οι γιατροί χρησιμοποιούν τεχνικές ιατρικής απεικόνισης για να μελετήσουν τους διαφορετικούς ιστούς στο σώμα σας».
- Ο Daniel Apai, κύριος ερευνητής, Πανεπιστήμιο της Αριζόνα
Αυτή η απροσδόκητη διακύμανση - ή αλλαγή φάσης - κατά πάσα πιθανότητα υποδηλώνει διαφορετικά επίπεδα υλικού νέφους και ταχύτητας ανέμου που περιβάλλουν το 2M2228, περιστρέφονται γύρω από το νάνο αστέρι με τον ίδιο τρόπο όπως οι θυελλώδεις ζώνες σύννεφων που παρατηρούνται στον Δία ή τον Κρόνο.
Αλλά ενώ τα σύννεφα στον Δία είναι φτιαγμένα από αέρια όπως η αμμωνία και το μεθάνιο, τα σύννεφα του 2M2228 είναι κατασκευασμένα από πολύ πιο ασυνήθιστα πράγματα.
«Σε αντίθεση με τα νερά της Γης ή τα σύννεφα αμμωνίας του Δία, τα σύννεφα σε καφέ νάνους αποτελούνται από θερμούς κόκκους άμμου, υγρές σταγόνες σιδήρου και άλλες εξωτικές ενώσεις», δήλωσε ο Mark Marley, ερευνητής στο ερευνητικό κέντρο Ames της NASA και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Έτσι, αυτή η μεγάλη ατμοσφαιρική διαταραχή που βρέθηκε από τους Spitzer και Hubble δίνει μια νέα έννοια στην έννοια του ακραίου καιρού».
Ενώ μπορεί να φαίνεται περίεργο να σκεφτόμαστε τον καιρό σε ένα αστέρι, να θυμάστε ότι οι καφέ νάνοι μοιάζουν πολύ περισσότερο με τον πλανήτη αερίου από τα «πραγματικά» αστέρια. Αν και οι θερμοκρασίες 1.100–1.600 ºF (600–700 ºC) που βρέθηκαν στο 2M2228 μπορεί να ακούγονται έντονα καυτές, είναι εντελώς ψυχρή σε σύγκριση με ακόμη και τα κανονικά αστέρια όπως ο Ήλιος μας, η οποία έχει μέση θερμοκρασία περίπου 10.000 ºF (5.600 ºC). Διαφορετικά υλικά συγκεντρώνονται σε διάφορα στρώματα της ατμόσφαιράς του, ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση, και μπορούν να διαπεραστούν από διαφορετικά μήκη κύματος υπέρυθρου φωτός - όπως και οι γίγαντες πλανήτες αερίου.
«Αυτό που βλέπουμε εδώ είναι στοιχεία για τεράστια, οργανωμένα συστήματα cloud, ίσως παρόμοια με γιγαντιαίες εκδόσεις του Great Red Spot on Jupiter», δήλωσε ο Adam Showman, θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα που συμμετείχε στην έρευνα. «Αυτές οι παραλλαγές φωτός εκτός συγχρονισμού παρέχουν ένα δακτυλικό αποτύπωμα για το πώς τα καιρικά συστήματα του καφέ νάνου συσσωρεύονται κάθετα. Τα δεδομένα υποδηλώνουν περιοχές στον καφέ νάνο όπου ο καιρός είναι συννεφιασμένος και πλούσιος σε πυριτικό ατμό βαθιά στην ατμόσφαιρα, συμπίπτει με βάλσαμο, ξηρότερες συνθήκες σε μεγαλύτερα υψόμετρα - και αντίστροφα. "
Τα αποτελέσματα της ομάδας παρουσιάστηκαν σήμερα, 8 Ιανουαρίου, κατά τη διάρκεια της 221ης συνάντησης της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Λονγκ Μπιτς της Καλιφόρνια.
Διαβάστε περισσότερα στον ιστότοπο Spitzer και βρείτε το έγγραφο της ομάδας σε μορφή PDF εδώ.
Ένθετη εικόνα: η ανατομία της ατμόσφαιρας ενός καφέ νάνου (NASA / JPL).
