Коричневые карлики занимают промежуточное положение между планетами и звездами. Набирая массу в несколько десятков масс Юпитера, они не способны запустить в своих недрах термоядерные реакции слияния протонов. Светятся они слабо и довольно быстро остывают (хотя есть и отдельные исключения), поэтому наблюдать происходящее на коричневых карликах напрямую до сих пор не удавалось.

Дэниел Апаи (Daniel Apai) и его коллеги из Аризонского университета впервые рассмотрели атмосферу такого объекта, используя данные космического телескопа TESS. О своей работе они рассказывают в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal. Ни один из существующих телескопов не способен увидеть такую цель напрямую, поэтому ученые разработали новый алгоритм обработки данных, позволяющий приблизительно реконструировать вид атмосферы по светимости коричневого карлика.

Объектом исследований выступила ближайшая к нам пара коричневых карликов Luhman 16 AB, расположенная всего в 6,5 световых лет. Размеры обоих примерно равны Юпитеру, но один (16 А) массивнее его в 34 раза, а второй (16 В, который и рассмотрели ученые) — в 25 раз. Ученые проанализировали сверхточные данные TESS об изменении светимости Luhman 16 B, которые происходят по мере вращения двойной системы, охватив около сотни оборотов.

Эта позволило определить несколько периодов времени, по которым меняется яркость коричневого карлика, подставляющего нам то более темные участки своей поверхности — густую облачность, — то светлые полосы — сравнительно тонкие облака, сквозь которые пробивается слабое излучение недр. Широкие темные и светлые полосы мощных и стабильных ветров охватывают его параллельно экватору.

Скорость этих ветров ближе к полюсам снижается. В их окрестностях доминируют более хаотичные ураганы, образующие воронки. Таким образом, атмосферы коричневых карликов напоминают атмосферы газовых гигантов, таких как Юпитер. Их динамика определяется не массой локальных, отдельных ураганов, а глобальными паттернами ветров, которые охватывают всю планету.

«Измеряя изменения яркости таких вращающихся объектов со временем, можно составить примерные карты их атмосфер, — подытожил Дэниел Апаи. — В будущем эта техника будет использоваться и для картирования планет земного типа в других системах, которые трудно рассмотреть другими методами».

Фото: ©Daniel Apai, University of Arizona