Synes vejret er grimt denne vinter her på Jorden? Prøv at tage på ferie på den brune dværg Luhman 16B engang.
To undersøgelser i denne uge fra Max Planck-instituttet for astronomi, der er baseret på Heidelberg, Tyskland, giver det første blik på de atmosfæriske træk ved en brun dværg.
En brun dværg er en substellar genstand, der bro bro mellem en planet med høj masse ved over 13 Jupiter-masser og en rød masse af rød dværg ved over 75 Jupiter-masser. Indtil videre er der få brune dværge, der er direkte afbildet. Til undersøgelsen brugte forskerne det for nylig opdagede brune dværgpar Luhman 16A & B. Ved ca. 45 (A) og 40 (B) Jupiter-masser er paret 6,5 lysår langt væk og ligger i stjernebilledet Vela. Kun Alpha Centauri og Barnards Star er tættere på Jorden. Luhman A er en brun dværg af L-type, mens B-komponenten er et T-type-objekt.
Mere til historien: Læs en "bag kulisserne" beretning om, hvordan denne opdagelse blev gjort - fra forslaget til pressemeddelelsen.
”Tidligere observationer har udledt, at brune dværge har pletflader, men nu kan vi begynde at kortlægge dem direkte.” Ian Crossfield fra Max Planck Institute for Astronomy sagde det i denne uges pressemeddelelse. ”Det, vi ser, er formodentlig klodset skydække, lidt som vi ser på Jupiter.”
For at konstruere disse billeder brugte astronomer en indirekte teknik kendt som Doppler-billeddannelse. Denne metode drager fordel af de minutskift, der observeres, når de roterende træk på brun dværg nærmer sig og trækker sig fra observatøren. Dopplerhastigheder af funktioner kan også antyde, at de breddegrader, der observeres, samt kroppens hældning eller hældning til vores synslinie.
Men du har ikke brug for en jakke, da forskere måler vejret på Luhman 16B i 1100 grader Celsius-området, med en regn af smeltet jern i en overvejende brint-atmosfære.
Undersøgelsen blev udført ved hjælp af CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) monteret på det 8 meter meget store teleskop baseret på European Southern Observatory (ESO) Paranal observatory complex i Chile. CRIRES opnåede de spektre, der var nødvendige for at genopbygge det brune dværgkort, medens målinger af backuplysstyrken blev udført ved hjælp af GROND (Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector) astronomiske kamera fastgjort til 2,2 meter teleskopet ved ESO La Silla Observatory.
Den næste fase af observationer vil involvere billeddannelse af brune dværge ved hjælp af det Spectro-Polarimetric instrument med høj kontrast Exoplanet Research (SPHERE), der er indstillet til at blive online på Very Large Telescope-anlægget senere på året.
Og det kan muligvis bare indlede en ny æra med direkte billeddannelsesfunktioner på objekter ud over vores solsystem, inklusive exoplaneter.
”Den spændende bit er, at dette bare er starten. Med de næste generationer af teleskoper, og især det 39 meter store europæiske store teleskop, vil vi sandsynligvis se overfladekort over fjernere brune dværge - og til sidst et overfladekort for en ung gigantisk planet, ”sagde Beth Biller, tidligere forsker baseret på Max Planck Institute og nu baseret på University of Edinburgh. Biller's undersøgelse af parret blev endnu mere dybtgående og analyserede ændringer i lysstyrke ved forskellige bølgelængder for at kigge ind i den atmosfæriske struktur af de brune dværge på forskellige dybder.
”Vi har lært, at vejrmønsteret på disse brune dværge er ret kompliceret,” sagde Biller. ”Skystrukturen i den brune dværg varierer ret stærkt som en funktion af atmosfærisk dybde og kan ikke forklares med enkeltlagsskyer.”
Papiret på det brune dværgs vejrmønsterkort kommer ud i dag i 30. januarth, 2014 udgave af Natur under titlen Kortlægning af uklare skyer på en nærliggende brun dværg.
Det brune dværgpar, der blev målrettet i undersøgelsen, blev betegnet Luhman 16A & B efter Pennsylvania State University-forsker Kevin Luhman, der opdagede parret i midten af marts 2013. Luhman har opdaget 16 binære systemer til dato. WISE-katalogbetegnelsen for systemet har den meget mere besværlige og telefonnumre-betegnelse af WISE J104915.57-531906.1.
Vi indhentede forskerne til at bede dem nogle detaljer om parretets orientering og rotation.
”Luhman 16Bs rotationsperiode blev tidligere målt ved at se den brune dværgs globalt gennemsnitlige lysstyrke ændres over mange dage. Luhman 16A ser ud til at have et ensartet tykt lag af skyer, så det udviser ingen sådan variation, og vi ved endnu ikke dens periode, ”fortalte Crossfield Space Magazine. ”Vi kan estimere hældningen af rotationsaksen, fordi vi kender rotationsperioden, vi ved, hvor store brune dværge er, og i vores undersøgelse målte vi den” projicerede ”rotationshastighed. Fra dette ved vi, at vi må se den brune dværg nær ækvator-på. ”
De konstruerede kort svarer til en utrolig hurtig rotationsperiode på knap 6 timer for Luhman 16B. For sammenhæng roterer planeten Jupiter - en af de hurtigste rotatorer i vores solsystem - en gang hver 9,9 time.
”Rotationsperioden for Luhman 16B er kendt fra 12 nætter med overvågning af variabilitet,” fortalte Biller Space Magazine. "Variabiliteten i B-komponenten er i overensstemmelse med resultaterne fra 2013, men A-komponenten har en lavere amplitude af variabilitet og en noget anden rotationsperiode på måske 3-4 timer, men det er stadig et meget tentativt resultat."
Denne første kortlægning af skymønstre på en brun dværg er et vartegn, og lover at give en meget bedre forståelse af denne overgangsklasse af genstande.
Par denne meddelelse sammen med den nylige nærliggende brune dværg, der er fanget i et direkte billede, og det er tydeligt, at en ny æra af exoplanetvidenskab er over os, hvor vi ikke kun kan bekræfte eksistensen af fjerne verdener og substellare genstande, men karakteriserer, hvordan de faktisk er.
