Одиннадцать часов наблюдений позволили астрономам разделить сигналы облачности и конвекции в атмосфере самого холодного из известных коричневых карликов.
Телескоп «Джеймс Уэбб» снова сделал то, что раньше казалось невозможным. Астрономы впервые напрямую подтвердили, что водяные облака за пределами Солнечной системы меняют толщину со временем. Объектом наблюдений стал WISE 0855 — самый холодный из известных коричневых карликов. Это тело массивнее планет, но слишком лёгкое для устойчивого термоядерного горения, которое превратило бы его в звезду.
Команда из обсерватории Аризонского университета во главе с Бриттани Майлз потратила одиннадцать часов на непрерывное наблюдение. Каждые пятнадцать минут телескоп снимал полный спектр объекта. Такой темп критически важен: по мере вращения коричневого карлика в поле зрения попадали разные участки атмосферы с отличающейся температурой и облачностью. Спектрография разложила свет на сотни молекулярных подписей и позволила увидеть эти изменения напрямую.
Что именно увидел «Джеймс Уэбб»
Температура WISE 0855 составляет около 265 кельвинов, или минус 8 градусов Цельсия. По массе объект примерно вдвое тяжелее Юпитера, а по размеру сопоставим с ним. Он находится всего в 7,4 светового года от Солнца — практически по космическим меркам сосед. И на этом холодном шаре идёт самая настоящая погода.
Водяные облака на высоте становятся то плотнее, то тоньше. Этот сигнал следует за вращением карлика. Но параллельно учёные засекли вторую волну — она связана с конвекцией. Из глубоких горячих слоёв атмосферы наверх поднимаются газы, включая угарный газ и фосфин. Их содержание меняется по мере перемешивания, создавая собственные колебания спектра. Раньше телескопы видели лишь общую яркость, где всё это сливалось в кашу. Средний спектрограф «Джеймса Уэбба» впервые позволил разложить сигналы по отдельным молекулам.
Почему это важно
Подобные процессы давно известны по наблюдениям Юпитера и других коричневых карликов. Но проследить изменения в реальном времени, различая вклад каждой молекулы, прежде не удавалось. WISE 0855 не вращается вокруг звезды, однако физика его атмосферы во многом повторяет то, что происходит на газовых гигантах. А значит, данные помогут изучать экзопланеты — в том числе те, чьи атмосферы исследуют с помощью того же «Джеймса Уэбба».
Команда не собирается останавливаться. Впереди — новые наблюдения, чтобы точнее определить период вращения WISE 0855 и восстановить трёхмерную картину движения вещества в его атмосфере. Пока телескоп «Джеймс Уэбб» строит погодные карты для мира, который находится в семи световых годах от нас, остаётся только удивляться масштабу задач. И ждать следующих данных — они наверняка снова перепишут учебники. Астрономия переживает золотой век, и мы смотрим на это в прямом эфире.