Ветра на коричневом карлике оказались сильнее юпитерианских

Астрономы впервые смогли измерить среднюю скорость ветров, бушующих на экваторе коричневого карлика. Она составила 2293 километра в час, что на порядок больше, чем в случае Юпитера, что согласуется с теоретическими предсказаниями. Статья опубликована в журнале Science.

Коричневые карлики относятся к классу объектов, масса которых гораздо больше, чем газовых гигантов, но недостаточна для поддержания термоядерного «горения» водорода, характерного для звезд. Тем не менее, в них протекают термоядерные реакции с участием ядер дейтерия и лития. Обычно массы таких объектов заключены в диапазоне от 13 до 72 масс Юпитера, а типичные температуры, характерные для внешних слоев коричневых карликов, не превышают двух тысяч кельвинов, а иногда могут быть меньше 500 кельвинов, поэтому они имеют темно-красный цвет (отсюда и пошло их название).

Периоды вращения вокруг собственной оси коричневых карликов составляет от нескольких часов до дней, что позволяет отследить движение различных структур в верхних слоях их атмосфер, которые будут вызывать квазипериодические изменения яркости карлика. Для одиночных коричневых карликов спектральных типов L и T подобные изменения можно увидеть при наблюдениях в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. Ученых интересует связь между зональными ветрами и характерами атмосферных течений с внутренним строением карлика и тем, насколько эффективно его атмосфера остывает за счет излучения, подобные данные необходимы для построения моделей, причем как коричневых карликов, так и экзопланет.

Группа астрономов во главе с Кейтлин Аллерс (Katelyn Allers) сообщает о результатах наблюдений за коричневым карликом 2MASS J10475385+2124234, который расположен в 34 световых годах от Солнца, при помощи системы радиотелескопов VLA (Very Large Array) и космического инфракрасного телескопа «Спитцер». Этот объект примерно того же размера, что и Юпитер, но в 40 раз массивнее него. 

Для определения скорости ветров в атмосфере карлика ученые использовали метод, который ранее применялся для Юпитера. Его суть заключается в том, что период вращения газового гиганта, определенный по данным наблюдений в радиодиапазоне, интерпретируется как период вращения магнитосферы Юпитера. Если учесть, что магнитное поле газового гиганта генерируется в его внутренних слоях, которые ведут себя как твердое тело, то можно утверждать, что это период вращения внутренних слоев планеты. Период вращения планеты, определенный по скорости перемещения видимых в ее атмосфере структур в оптическом и инфракрасном диапазонах, дает, в свою очередь, период вращения атмосферы планеты. Зная эти два параметра можно вычислить среднюю скорость ветра в экваториальной области планеты. Радиоизлучение коричневых карликов возникает благодаря тем же физическим процессам, что и в случае Юпитера, поэтому данную методику можно распространить и на эти объекты. 

В случае 2MASS J10475385+2124234 скорость ветра составила 2293 километра в час в направлении с запада на восток. Для сравнения: средняя скорость ветра в экваториальной области Юпитера составляет 370 километров в час. Эти результаты согласуются с теоретическими предсказаниями и данными моделирований, которые предполагают более мощные ветра на коричневых карликах за счет атмосферных течений и/или слабого сопротивления среды в нижней части атмосферы карлика.

Ранее мы рассказывали о том, где нашли самую большую популяцию коричневых карликов и как астрономы обнаружили в «пустыне коричневых карликов» массивный коричневый карлик.

Александр Войтюк