Сильные ветра дуют в атмосфере коричневого карлика

Коричневые карлики — это холодные, тусклые объекты, которые больше по размеру, чем планеты газовые гиганты, такие как Юпитер или Сатурн, и меньше, чем Солнце.

Иногда называемые неудавшимися звездами, они слишком малы, чтобы генерировать реакции синтеза водорода в своих ядрах, и их атмосфера разделяет многие характеристики с планетами газовыми гигантами.

Скорости ветра в атмосферах газовых гигантов солнечной системы могут быть получены путем сравнения периодов вращения планеты в инфракрасном (отслеживание верхней атмосферы) и радио (привязанном к внутренней части) диапазонах.

Теперь астрономы применили этот метод для измерения скорости ветра на 2MASS J10475385 + 2124234, коричневом карлике, расположенном в 34 световых годах от Земли, и получили среднюю скорость ветра 660 метров в секунду в направлении с запада на восток.

«Мы отметили, что период вращения Юпитера, определенный по радионаблюдениям, отличается от периода вращения, определяемого по наблюдениям на видимой и инфракрасной длинах волн», говорят исследователи.

«Это различие заключается в том, что радиоизлучение вызвано электронами, взаимодействующими с магнитным полем планеты, которое глубоко укоренилось в недрах планеты, а инфракрасное излучение исходит из верха атмосферы».

Атмосфера вращается быстрее, чем внутренняя часть планеты, и соответствующая разница в скоростях обусловлена ​​атмосферными ветрами.

Поскольку ученые ожидали, что те же механизмы будут работать в коричневом карлике, они решили измерить его скорости вращения с помощью радио и инфракрасных телескопов. Они наблюдали 2MASS J10475385 + 2124234 с помощью космического телескопа Спитцер в 2017 и 2018 годах.

Исследователи обнаружили, что его инфракрасная яркость регулярно менялась, вероятно, из-за вращения какого-то долгоживущего элемента в его верхней атмосфере. Затем они использовали массив телескопов Карла Дж. Янского для измерения периода вращения внутренней части коричневого карлика.

Как и в случае с Юпитером, астрономы обнаружили, что атмосфера 2MASS J10475385 + 2124234 вращается быстрее, чем его внутренняя часть, с расчетной скоростью ветра около 660 м/с. Это значительно быстрее, чем скорость ветра на Юпитере, около 100 м/с.

Это согласуется с теорией и моделированием, которые предсказывают более высокие скорости ветра у коричневых карликов. Технику команды можно использовать для измерения ветра не только на других коричневых карликах, но и на экзопланетах.

«Поскольку магнитные поля гигантских экзопланет слабее, чем у коричневых карликов, радиоизмерения необходимо проводить на более низких частотах, чем те, которые используются для 2MASS J10475385 + 2124234», — говорят исследователи.

«Мы рады, что наш метод теперь может быть использован, чтобы помочь нам лучше понять атмосферную динамику коричневых карликов и внесолнечных планет».

Результаты были опубликованы в журнале Science.