Smeđi patuljci - oni ne baš planetarni i ne baš zvijezdani objekti - intrigantni su čudni slučajevi koji su premalo mase za izgaranje vodika, ali su masivniji od planeta. Oni emitiraju samo slabu količinu svjetlosti, pa ih je teško detektirati, zbog čega znanstvenici nisu sigurni koliko bi ih moglo biti vani u našoj galaksiji.
Ali astronomi su pripazili jednoga posebno smeđeg patuljka poznatog pod nazivom WISE 0855. Na samo 7,2 svjetlosne godine od Zemlje, to je najhladniji poznati objekt izvan našeg Sunčevog sustava i tek je jedva vidljiv na infracrvenim valnim duljinama. Ali pomoću nekih lukavih tehnika spektroskopskog promatranja, astronomi su sada utvrdili da ovaj objekt ima uzbudljive karakteristike: njegova atmosfera je puna oblaka vodene pare. Ovo je prvi put da su vodeni oblaci otkriveni izvan našeg Sunčevog sustava.
"To je pet puta bljeđe nego bilo koji drugi objekt otkriven zemaljskom spektroskopijom na ovoj valnoj duljini", rekao je Andrew Skemer, docent astronomije i astrofizike u UC Santa Cruz i prvi autor u radu na WISE 0855 objavljenom u Astrophysical Journal Letters ( papir je dostupan na arXiv ovdje). "Sada kada imamo spektar, zaista možemo započeti razmišljati o onome što se događa u ovom objektu. Naš spektar pokazuje da u WISE 0855 dominiraju vodena para i oblaci, s ukupnim izgledom koji je nevjerojatno sličan Jupiteru. "
Puno ime ovog smeđeg patuljaka je WISE J085510.83-071442.5, ali mi smo među prijateljima, tako da je to W0855 ukratko. Ima oko pet puta veću masu Jupitera i najhladniji je smeđi patuljak koji je ikad otkriven, sa prosječnom temperaturom od oko 250 stupnjeva Kelvina, ili minus 10 stupnjeva F, minus 20 C. Zbog toga je gotovo hladan kao Jupiter, koji iznosi 130 stupnjeva Kelvina.
"WISE 0855 naša je prva prilika za istraživanje ekstrasolarne planetarne mase koja je gotovo jednako hladna kao i naši plinski divovi", rekao je Skemer.
Skemer i njegov tim koristili su teleskop Gemini-Sjever na Havajima i Blizanci infracrveni spektrograf da bi promatrali WISE 0855 tokom 13 noći, ukupno oko 14 sati. Skemer je bio dio tima koji je 2014. proučavao ovaj objekt i pronašao probne indikacije vodenih oblaka na temelju vrlo ograničenih fotometrijskih podataka. Skemer je rekao da je dobivanje spektra (koji razdvaja svjetlost od objekta na njegove sastavne valne duljine) jedini način za otkrivanje molekularnog sastava ovog objekta.
Videozapis o otkrivanju i proučavanju WISE 0855 iz 2014. godine:
WISE 0855 je previše slab za konvencionalnu spektroskopiju na optičkim ili blizu infracrvenim valnim duljinama, ali tim je prihvatio izazov i pogledao toplinske emisije iz objekta valne duljine u uskom prozoru oko 5 mikrona.
"Mislim da su svi iz istraživačkog tima zaista vjerovali da sanjamo da bismo mogli dobiti spektar ovog smeđeg patuljaka, jer je njegov toplinski sjaj tako slab," rekao je Skemer. WISE 0855, toliko je cool i onesviješten da su mnogi astronomi pomislili da će proći godine prije nego što se dobije spektar. "Mislio sam da ćemo morati pričekati dok James Webb svemirski teleskop ne operira da bismo to postigli", rekao je Skemer.
Ovaj spektroskopski pogled pružio je uvid u okoliš atmosfere WISE 0855. Imajući u vidu podatke, istraživači su zatim razvili atmosferske modele ravnotežne kemije za smeđe patuljak na 250 stupnjeva Kelvina i izračunali dobivene spektre pod različitim pretpostavkama, uključujući modele oblaka i oblaka. Modeli su predviđali spektar kojim dominiraju karakteristike proizašle iz vodene pare, a oblačni model najbolje je odgovarao karakteristikama u spektru WISE 0855.
Iako su spektri ovog objekta nevjerojatno slični Jupiteru, čini se da WISE 0855 ima manje turbulentnu atmosferu.
"Spektar nam omogućava istražiti dinamička i kemijska svojstva koja su dugo proučena u Jupiterovoj atmosferi, ali ovaj put na ekstrasolarnom svijetu", rekao je Skemer.
Znanstvenici kažu da WISE 0855 izgleda sličnije Jupiteru nego bilo koja otkrivena egzoplaneta, što je posebno intrigantno jer je misija Juno tek započela svoje istraživanje u svijetu divova. Jupiter, zajedno s ostalim plinskim planetama u našem Sunčevom sustavu, svi imaju oblake i oluje, iako su Jupiterovi oblaci uglavnom napravljeni od amonijaka s oblacima niže razine koji možda sadrže vodu. Jedan od Junonih ciljeva je utvrditi globalno obilje vode na Jupiteru.
Izvori: UC Santa Cruz, Blizanci
