Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) совершил прорыв в изучении погодных условий на коричневых карликах, предоставив наиболее детальный отчёт о погоде этих «неудавшихся звёзд».
Объектом исследования стала пара коричневых карликов WISE 1049AB, расположенная всего в 6,5 световых годах от Солнца. Эти объекты являются ближайшими к нам коричневыми карликами и представляют собой идеальную цель для мощных инфракрасных инструментов JWST.
Коричневые карлики — это объекты, которые не смогли стать полноценными звёздами из-за недостаточной массы для ядерного синтеза водорода в гелий в своем ядре. Они считаются недостающим звеном между газовыми гигантскими планетами, такими как Юпитер, и звёздами с наименьшей массой, М-карликами. Предыдущие наблюдения ограничивались усреднёнными по времени снимками, что не позволяло увидеть изменения в атмосфере коричневых карликов со временем. Однако, благодаря высокой скорости вращения WISE 1049A (каждые 7 часов) и B (каждые 5 часов), JWST смог обнаружить эти изменения.
Группа исследователей под руководством Бет Биллер из Эдинбургского университета наблюдала WISE 1049AB в течение 15 часов с помощью инструментов среднего инфракрасного диапазона (MIRI) и спектрометра ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) JWST. Результаты показали, что оба коричневых карлика покрыты бурными облаками, вероятно, состоящими из силикатных зёрен, с температурами от 875 до 1026 градусов по Цельсию. Также были обнаружены признаки поглощения оксида углерода, метана и водяного пара.
Кривые блеска для каждого коричневого карлика продемонстрировали значительную изменчивость, что интерпретируется как штормовые условия, выдувающие облака на разных высотах, и промежутки между этими облаками, позволяющие заглянуть в более глубокие слои атмосферы. Пики на определённых длинах волн указывают на три разных слоя с различным атмосферным давлением. JWST впервые позволил исследовать вертикальный профиль атмосферы коричневого карлика.
Эти результаты открывают новые возможности для изучения атмосфер коричневых карликов и молодых гигантских экзопланет. Как отметила Бет Биллер: «Наши результаты показывают, что мы находимся на пороге трансформации понимания объектов, находящихся далеко за пределами нашей галактики. Подобные открытия могут помочь понять условия не только на таких объектах, как коричневые карлики, но и на гигантских экзопланетах. В конечном итоге, методы, которые мы совершенствуем, могут позволить впервые обнаружить погоду на обитаемых планетах, которые вращаются вокруг других звёзд».