Астрономы измерили скорость ветра на коричневом карлике

Основываясь на фактах, известных о гигантских планетах Юпитере и Сатурне в нашей Солнечной системе, группа ученых во главе с Кейтлин Аллерс из Университета Бакнелла поняла, что они могут измерить скорость ветра коричневого карлика, комбинируя радионаблюдения от VLA и инфракрасные наблюдения от Спитцера.

Астрономы изучили коричневый карлик 2MASS J10475385 + 2124234, размером с Юпитер, но примерно в 40 раз массивнее, расположенный примерно в 34 световых годах от Земли. Коричневые карлики более массивные, по сравнению с планетой, но недостаточно массивные для вызова термоядерных реакции в ядрах.

«Мы отметили, что период вращения Юпитера, определенный радионаблюдениями, отличается от периода вращения, определяемого наблюдениями в видимом и инфракрасном свете», - сказала Аллерс.

Разница в том, что радиоизлучение вызвано электронами, взаимодействующими с магнитным полем, которое глубоко укоренилось во внутренней части планеты, а инфракрасное излучение исходит из верхней части атмосферы. Атмосфера вращается быстрее, чем внутренняя часть планеты, и соответствующая разница в скоростях обусловлена ??атмосферными ветрами.

Ученые ожидали, что в коричневом карлике действуют те же механизмы, и решили измерить скорости вращения с помощью радио и инфракрасных телескопов.

С помощью Спитцера они наблюдали 2MASS J10475385 + 2124234 в 2017 и 2018 годах и обнаружили, что его яркость инфракрасного излучения регулярно менялась, вероятно, из-за вращения какого-то долгоживущего элемента в его верхней атмосфере. Команда провела наблюдения VLA в 2018 году, чтобы измерить период вращения внутренней части объекта.

Они обнаружили, что, как и у Юпитера, атмосфера коричневого карлика вращается быстрее, чем его внутренняя часть, с расчетной скоростью ветра около 1425 миль в час. Это значительно быстрее, чем скорость ветра Юпитера, около 230 миль в час.

«Это согласуется с теорией и моделированием, которые предсказывают более высокие скорости ветра у коричневых карликов», - сказала Аллерс.

По словам ученых, их методика может использоваться для измерения ветра не только на других коричневых карликах, но и на планетах вне Солнца.

«Поскольку магнитные поля гигантских экзопланет слабее, чем у коричневых карликов, радиоизмерения необходимо проводить на более низких частотах, чем те, которые используются для 2MASS J10475385 + 2124234», - сказал Питер Уильямс из Центра астрофизики, Гарвардского и Смитсоновского института.

Исследование было опубликовано в журнале Science.