Dim astronomiska objekt kallade bruna dvärgar, mindre omfattande än vår Sol men mer omfattande gasjätten Jupiter. De har atmosfär med starka vindar och massiva molnen såg form och består främst av små droppar av smält järn och silikat damm. Nyligen, det upptäcktes att dessa gigantiska moln kan mycket snabbt (på mindre än en earth day) för att bygga upp och lika snabbt försvinna. Men forskarna förstår inte varför detta händer.
Inom ramen för ny analys av data som samlats in av space telescope “Spitzer”, en internationell grupp av forskare kunde skapa en modell som förklarar hur molnen bruna dvärgar flytta och ändra dess form. Objekt som skapas av dessa gigantiska vågor start i mycket stor skala rörelse av partiklar i atmosfären av bruna dvärgar, ändra tjockleken av silikat moln. Detta rapporterar forskarna i tidskriften Science. Rapporten förutsätter också att dessa moln samlas ihop på olika höjder, rör sig med olika hastighet och riktning.
“Vi observerade först atmosfäriska strömmar och vågor i bruna dvärgar”, säger studiens författare, Daniel Apai, Docent i astronomi och planetary science University of Arizona.
Vågor kan bildas inte bara på vatten, som till exempel i våra hav men i den atmosfär av planeterna. Om du tar vår planet, det är mycket lång våg blandat kall luft från polartrakterna med luftmassor i mitten breddgrader, vilket ofta leder antingen till utseende eller skingras molnen.
Distribution och rörelse av moln i bruna dvärgen, som blev föremål för denna studie var som mest liknar de som forskarna observerade på Jupiter, Saturnus och Neptunus. Den senare har även flera luft strömmar som rör sig i motsatt riktning, men de består huvudsakligen av is. Observation av Neptunus med en space telescope “Kepler” var den viktigaste i denna jämförelse mellan planeter och bruna dvärgar.
“Stämningsfull vind bruna dvärgar är mycket liknande till Jupiters bälten och zoner än på den kaotiska atmosfären bildandet observerats i Solen och många andra stjärnor, säger studie medförfattare mark Marley i Ames Research center-NASA.
Bruna dvärgar kan betraktas som misslyckade stjärnor, eftersom deras massa är för små för att stödja kemiska reaktioner av element i sina kärnor. Men de kan också ses som “superplanet”, eftersom de är mer massiv än Jupiter, men har ungefär samma diameter. Som gas jättar, bruna dvärgar är mest består av väte och helium, men de är ganska ofta som finns utanför varje planetsystem. Och i och med 2014, inom ramen för den forskning som bedrivs med användning av en space telescope “Spitzer” forskare har funnit att bruna dvärgar är ganska ofta rasande atmosfäriska stormar.
På grund av deras likhet med jätte exoplaneter bruna dvärgar kan vara ett fönster in i andra planetsystem. Men, dessa objekt är mycket lättare att studera, eftersom de oftast inte har en riktigt bright star, svårt observation, som ofta är fallet med exoplaneter.
“Det är möjligt att de atmosfäriska strömmar och vågor som vi hittade i bruna dvärgar, det vara täta för den mer vanliga jätte exoplaneter”, tillägger API.
Med hjälp av “Spitzer”, har forskarna kunnat följa förändringen av lyster och en av de sex bruna dvärgar för nästan ett och ett halvt år, efter att ha bevittnat den 32 varv runt sin axel på varje av dem. Som rotation av brun dvärg det moln visas, för att sedan försvinna i den halvklotet, är att titta i teleskopet som ändrar sin ljusstyrka. På grund av detta, kunde forskarna att analysera dessa förändringar i ljus för att bestämma hur fördelningen av silikat moln i atmosfären av sådana föremål.
Tidigare forskare hade antas att bruna dvärgar skulle vara elliptiska storm liknande den Stora röda fläcken på Jupiter, som orsakas och underhålls av områden med högt tryck. Platsen är på Jupiter i över hundra år och under den tiden lite har förändrats. Men dessa “fläckar” är oförmögen att förklara sådana snabba förändringar i ljusstyrka, som observerades av forskare i studier av bruna dvärgar. Observera de förändringar som skett i mindre än en earth day.
För att komma till sanningen, forskare hade att ompröva sitt antagande. Och den bästa modellen som skulle förklara ett sådant beteende, och plötsliga förändringar i ljusstyrka, visade sig vara en som beskriver en enorm atmosfäriska vågorna, som yttrar sig med olika intervall. Dessa vågor orsakar den atmosfäriska flöde för att rotera i motsatt riktning. En superdator och en ny algoritm för datorn hjälpt forskare vid Arizona state University Theodore, Karaleti att skapa en karta av rörelse molnen i bruna dvärgar.
“När topparna av två vågor förskjutits under dagen finns det två poäng maximal ljusstyrka. När vågorna är synkroniserade, det visar sig att en av maximal ljusstyrka (en våg), vilket gör bruna dvärgar är dubbelt så starkt”, säger Karaleti.
Dessa resultat fullt ut förklara den märkliga förändringen i ljusstyrka som observerades av forskare under studien av bruna dvärgar. Nästa steg blir att försök att bättre förstå vad som skapar vågor som utlöser förflyttning av atmosfäriska massor av dessa objekt.
Astronomer har löst ett av mysterierna av bruna dvärgar
Nikolai Khizhnyak