Οι καφέ νάνοι - αυτά τα αντικείμενα που δεν είναι αρκετά πλανήτες και όχι αρκετά αστέρια - είναι ενδιαφέρουσες ιδιότητες που έχουν πολύ χαμηλή μάζα για να κάψουν υδρογόνο, αλλά είναι πιο μαζικές από τους πλανήτες. Εκπέμπουν μόνο μια ελαφριά ποσότητα φωτός, οπότε είναι δύσκολο να εντοπιστούν, κάνοντας τους επιστήμονες να μην είναι σίγουροι για το πόσα από αυτά μπορεί να βρίσκονται εκεί έξω στον γαλαξία μας.
Όμως, οι αστρονόμοι παρακολουθούν έναν ιδιαίτερο καφέ νάνο, γνωστό και ονομάζεται WISE 0855. Μόλις 7,2 έτη φωτός από τη Γη, είναι το πιο κρύο γνωστό αντικείμενο έξω από το Ηλιακό μας Σύστημα και μόλις είναι ορατό σε υπέρυθρα μήκη κύματος. Αλλά με κάποιες τεχνικές φασματοσκοπικής παρατήρησης, οι αστρονόμοι έχουν πλέον προσδιορίσει ότι αυτό το αντικείμενο έχει κάποια συναρπαστικά χαρακτηριστικά: η ατμόσφαιρά του είναι γεμάτη από σύννεφα υδρατμών. Αυτή είναι η πρώτη φορά που εντοπίζονται σύννεφα νερού έξω από το Ηλιακό μας Σύστημα.
«Είναι πέντε φορές πιο αχνό από οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο που ανιχνεύεται με επίγεια φασματοσκοπία σε αυτό το μήκος κύματος», δήλωσε ο Andrew Skemer, επίκουρος καθηγητής αστρονομίας και αστροφυσικής στο UC Santa Cruz και ο πρώτος συγγραφέας σε χαρτί για το WISE 0855 που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal Letters ( χαρτί είναι διαθέσιμο στο arXiv εδώ). «Τώρα που έχουμε ένα φάσμα, μπορούμε πραγματικά να αρχίσουμε να σκεφτόμαστε τι συμβαίνει σε αυτό το αντικείμενο. Το φάσμα μας δείχνει ότι το WISE 0855 κυριαρχείται από υδρατμούς και σύννεφα, με μια συνολική εμφάνιση που είναι εντυπωσιακά παρόμοια με τον Δία. "
Το πλήρες όνομα αυτού του καφέ νάνου είναι WISE J085510.83-071442.5, αλλά είμαστε μεταξύ φίλων, οπότε το W0855 για συντομία. Έχει περίπου πέντε φορές τη μάζα του Δία και είναι ο πιο κρύος καστανός νάνος που έχει ανιχνευθεί ποτέ, με μέση θερμοκρασία περίπου 250 βαθμούς Kelvin ή μείον 10 βαθμούς F, μείον 20 C. Αυτό το καθιστά σχεδόν τόσο κρύο όσο ο Δίας, που είναι 130 βαθμοί Κέλβιν.
«Το WISE 0855 είναι η πρώτη μας ευκαιρία να μελετήσουμε ένα εξωηλιακό αντικείμενο πλανητικής μάζας που είναι σχεδόν τόσο κρύο όσο οι γίγαντες του φυσικού αερίου», δήλωσε ο Skemer.
Ο Skemer και η ομάδα του χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Gemini-North στη Χαβάη και το Gemini Near Infrared Spectrograph για να παρακολουθήσουν το WISE 0855 για 13 νύχτες για συνολικά περίπου 14 ώρες. Ο Skemer ήταν μέλος μιας ομάδας που μελέτησε αυτό το αντικείμενο το 2014 βρήκε προσωρινές ενδείξεις νεφών νερού βάσει πολύ περιορισμένων φωτομετρικών δεδομένων. Ο Skemer είπε ότι η απόκτηση ενός φάσματος (το οποίο διαχωρίζει το φως από ένα αντικείμενο στα μήκη κύματος του συστατικού του) ήταν ο μόνος τρόπος ανίχνευσης της μοριακής σύνθεσης αυτού του αντικειμένου.
Ένα βίντεο σχετικά με την ανακάλυψη και τη μελέτη του WISE 0855 για το 2014:
Το WISE 0855 είναι πολύ αχνό για συμβατική φασματοσκοπία σε οπτικά ή σχεδόν υπέρυθρα μήκη κύματος, αλλά η ομάδα αντιμετώπισε μια πρόκληση και εξέτασε τις θερμικές εκπομπές από το αντικείμενο σε μήκη κύματος σε ένα στενό παράθυρο περίπου 5 μικρά.
«Νομίζω ότι όλοι στην ερευνητική ομάδα πίστευαν πραγματικά ότι ονειρευόμασταν να σκεφτούμε ότι θα μπορούσαμε να αποκτήσουμε ένα φάσμα αυτού του καφέ νάνου, επειδή η θερμική του λάμψη είναι τόσο αδύναμη», δήλωσε ο Skemer. Το WISE 0855, είναι τόσο δροσερό και λιποθυμικό που πολλοί αστρονόμοι πίστευαν ότι θα ήταν χρόνια πριν να επιτευχθεί ένα φάσμα. «Νόμιζα ότι θα έπρεπε να περιμένουμε μέχρι να λειτουργήσει το Διαστημικό Τηλεσκόπιο του James Webb», είπε ο Skemer.
Αυτή η φασματοσκοπική θέα έδωσε μια ματιά στο περιβάλλον της ατμόσφαιρας του WISE 0855. Με τα δεδομένα στο χέρι, οι ερευνητές ανέπτυξαν στη συνέχεια ατμοσφαιρικά μοντέλα της χημείας ισορροπίας για έναν καφέ νάνο στους 250 βαθμούς Kelvin και υπολόγισαν τα προκύπτοντα φάσματα με διαφορετικές παραδοχές, συμπεριλαμβανομένων νεφελωδών και χωρίς σύννεφα μοντέλα. Τα μοντέλα προέβλεπαν ένα φάσμα που κυριαρχείται από χαρακτηριστικά που προέρχονται από υδρατμούς και το θολό μοντέλο απέδωσε την καλύτερη δυνατή προσαρμογή στα χαρακτηριστικά του φάσματος του WISE 0855.
Ενώ τα φάσματα αυτού του αντικειμένου είναι εντυπωσιακά παρόμοια με τον Δία, το WISE 0855 φαίνεται να έχει μια λιγότερο ταραχώδη ατμόσφαιρα.
«Το φάσμα μας επιτρέπει να διερευνήσουμε δυναμικές και χημικές ιδιότητες που έχουν μελετηθεί εδώ και πολύ καιρό στην ατμόσφαιρα του Δία, αλλά αυτή τη φορά σε έναν εξωηλιακό κόσμο», δήλωσε ο Skemer.
Οι επιστήμονες λένε ότι το WISE 0855 μοιάζει περισσότερο με τον Δία από οποιονδήποτε εξωπλανήτη που έχει ανακαλυφθεί ακόμη, κάτι που είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον αφού η αποστολή του Juno μόλις ξεκίνησε την εξερεύνησή της στον τεράστιο κόσμο. Ο Δίας, μαζί με τους άλλους πλανήτες αερίου στο Ηλιακό μας Σύστημα, έχουν όλα σύννεφα και καταιγίδες, αν και τα σύννεφα του Δία είναι κυρίως κατασκευασμένα από αμμωνία με χαμηλότερα επίπεδα σύννεφα που ίσως περιέχουν νερό. Ένας από τους στόχους της Juno είναι να προσδιορίσει την παγκόσμια αφθονία νερού στον Δία.
Πηγές: UC Santa Cruz, Δίδυμοι
