Pierwsza mapa pogody dla brązowego karła

Mapa pogody dla brązowego karła Luhman 16B
Mapa pogody na powierzchni brązowego karła Luhman 16B. Wyniki obserwacji dla sześciu różnych momentów w trakcie obrotu obiektu dookoła własnej osi.
ESO/I. Crossfield.

Należący do ESO Bardzo Duży Teleskop (VLT) został wykorzystany do utworzenia pierwszej w historii mapy pogody na powierzchni najbliższego względem Ziemi brązowego karła. Międzynarodowy zespół opracował mapę ciemnych i jasnych obszarów na WISE J104915.57-531906.1B, który jest nieformalnie znany także jako Luhman 16B i jest jednym z dwóch niedawno odkrytych brązowych karłów, tworzących układ podwójny w odległości zaledwie sześciu lat świetlnych od Słońca. Najnowsze wyniki zostaną opublikowane 30 stycznia 2014 roku w czasopiśmie „Nature”.

Brązowe karły wypełniają miejsce pomiędzy olbrzymimi planetami gazowymi, takimi jak Jowisz i Saturn, a słabymi, chłodnymi gwiazdami. Nie mają wystarczająco dużej masy, aby zainicjować syntezę jądrową w swoich wnętrzach i mogą jedynie słabo świecić w zakresie fal podczerwonych. Pierwsze potwierdzone brązowe karły znaleziono około 20 lat temu, a obecnie znanych jest jedynie kilkaset tych nieuchwytnych obiektów.

Najbliższy brązowy karzeł względem Układu Słonecznego to układ podwójny Luhman 16AB [1], który znajduje się sześć lat świetlnych od Ziemi i widać go w południowym gwiazdozbiorze Żagla. Jest to trzeci najbliższy układ po Alfie Centauri oraz Gwieździe Barnarda. Odkryto go dopiero w 2013 roku. W przypadku słabszego ze składników, Luhman 16B, odkryto we wcześniejszych badaniach, że lekko zmienia jasność co kilka godzin, w wyniku rotacji – co wskazuje, że być może jest to oznaka istnienia struktur na powierzchni.

W najnowszych badaniach astronomowie wykorzystali moc Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) nie tylko do wykonania zdjęć brązowych karłów, ale także do opracowania mapy ciemnych i jasnych struktur na powierzchni Luhman 16B.

Ian Crossfield (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Niemcy), główny autor nowej publikacji, podsumowuje wyniki: „Dotychczasowe obserwacje sugerowały, że brązowe karły mogą mieć niejednorodne powierzchnie, teraz możemy wreszcie wykonać ich mapy. Wkrótce będzie w stanie dostrzec struktury uformowane przez chmury, ich ewolucję i rozpraszanie na tym brązowym karle – a egzometeorolodzy będą w stanie przewidywać kiedy potencjalny turysta na Luhman 16B może spodziewać się czystego nieba lub zachmurzenia.”

Aby wykonać mapę powierzchni astronomowie zastosowano sprytną technikę. Obserwowali brązowe karły za pomocą instrumentu CRIRES na VLT. Pozwoliło to nie tylko dostrzec zmiany jasności na skutek obrotu Luhman 16B dookoła swojej osi, ale także sprawdzić czy ciemne i jasne struktury poruszają się w kierunku do lub od obserwatora. Łącząc wszystkie te informacje byli w stanie stworzyć mapę ciemnych i jasnych obszarów na powierzchni.

Atmosfery brązowych karłów są bardzo podobne do atmosfer olbrzymich gorących planet gazowych, więc badając łatwiejsze do zaobserwowania brązowe karły [2] astronomowie mogą dowiedzieć się więcej o atmosferach młodych, olbrzymich planet – których wiele zostanie odkrytych w przyszłości za pomocą nowego instrumentu SPHERE, planowanym do zainstalowania na VLT w 2014 roku.

Crossfield dodaje: „Nasza mapa brązowego karła pomaga nam wykonać kolejny krok w stronę zrozumienia zmian  pogody w innych układach słonecznych. Od wczesnego wieku wychowywałem się w uznaniu piękna i użyteczności map. To pasjonujące, że zaczynamy wykonywać mapy obiektów poza Układem Słonecznym!”

Uwagi

[1] Parę odkrył amerykański astronom Kevin Luhman, na zdjęciach z podczerwonego przeglądu WISE. Formalnie oznaczana jest jako WISE J104915.57-531906.1, ale zasugerowano krótszą formę jako bardziej praktyczną. Ponieważ Luhman odkrył do tej pory piętnaście gwiazd podwójnych, zaadoptowano nazwę Luhman 16. Zgodnie z typową konwencją oznaczania gwiazd podwójnych, Luhman 16A jest jaśniejszym z dwóch składników, a składnik wtórny nosi oznaczenie Luhman 16B, natomiast cały układ podwójny to Luhman 16AB.

[2] Gorące jowisze to kategoria planet pozasłonecznych, które znajdują się bardzo blisko swoich gwiazd. Powoduje to, że prawie niemożliwe jest zaobserwowanie słabego światła planety, ginącego w blasku gwiazdy. Jednak w przypadku brązowych karłów nie ma takiego efektu, więc znacznie łatwiej dokonać dokładnych pomiarów.

Więcej informacji

Wyniki badań opisano w artykule “A Global Cloud Map of the Nearest Known Brown Dwarf”, Ian Crossfield et al., który ukaże  się w czasopiśmie Nature.

Skład zespołu badawczego: I. J. M. Crossfield (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Niemcy), B. Biller (MPIA; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Wielka Brytania), J. Schlieder (MPIA), N. R. Deacon (MPIA), M. Bonnefoy (MPIA; IPAG, Grenoble, Francja), D. Homeier (CRAL-ENS, Lyon, Francja), F. Allard (CRAL-ENS), E. Buenzli (MPIA), Th. Henning (MPIA), W. Brandner (MPIA), B. Goldman (MPIA) oraz T. Kopytova (MPIA; International Max-Planck Research School for Astronomy and Cosmic Physics at the University of Heidelberg, Niemcy).

Zobacz też artykuł i zdjęcia na stronie ESO



Źródło: ESO | Tłumaczenie: Krzysztof Czart

Liczba odsłon: 1464