Уявіть собі світ, більший за Юпітер, але менший за зірку — місце, яке існує на туманному кордоні між планетою та небесним котлом. Це область коричневих карликів – об’єктів, загадкова природа яких давно захопила астрономів. Тепер, завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба (JWST), вчені змогли зафіксувати неймовірні деталі метеорологічних моделей такого дивного світу: SIMP 0136, «блукаюча» планета без зірки, розташована в сузір’ї Риб приблизно за 20 світлових років від Землі.
SIMP 0136 – не звичайний мандрівник. Маючи в тринадцять разів масу Юпітера, вона занадто велика, щоб підтримувати стабільний ядерний синтез як зірка, але їй не вистачає близькості до своєї материнської зірки, яка визначає справжню планету. Цей космічний посередник, ймовірно, сформувався як мініатюрна зірка мільярди років тому, але потім охолонув і потьмянів. Його ізоляція від усього зоряного світла робить його безпрецедентною лабораторією для вивчення атмосфери газових гігантів без болісного втручання зірок.
Дивлячись крізь чужі хмари
Використовуючи NIRISS (інфрачервону камеру та спектрометр), розроблену канадськими вченими та частиною JWST, дослідницька група спостерігала SIMP 0136 під час повного оберту – лише за 2,4 години. Багаторазово аналізуючи зміни яскравості об’єкта на різних довжинах хвиль інфрачервоного випромінювання, вони виявили три чітко видимі шари атмосфери, які приховують планету. Кожен шар містить хмари з різних матеріалів, таких як форстерит (мінерал, поширений у гірських породах) і залізо, кожна з яких має унікальну температуру та хімічний склад.
«Ми припускаємо, що це світ, покритий невеликими ділянками неоднорідних хмар — можливо, деякі з них складаються з гарячішої породи, інші — з холоднішої, і всі вони крутяться різними композиціями», — пояснює Роман Ахметшин, провідний автор дослідження, опублікованого в Astrophysical Journal, і студент магістратури Університету Макгілла.
Найдивовижніше відкриття? Є докази асиметрії між північною та південною півкулями. Це означає, що майбутні спроби скласти карту цих інопланетних атмосфер повинні будуть вийти за рамки простих двовимірних карт і включити довготу, а також широту.
Розкривається хаотична атмосфера
Додаючи ще один рівень складності, дослідники виявили, що жодна окрема модель атмосфери не може точно відтворити дані, отримані від SIMP 0136. Лише комбінація кількох моделей зафіксувала її складну динаміку. Це чітко вказує на те, що коричневі карлики, такі як SIMP 0136, мають турбулентні та постійно мінливі метеорологічні моделі – схожі на смуги Юпітера, але в посиленій версії – що складаються з швидко обертових хмар, непередбачуваних температур і швидких змін в атмосфері.
Вікно у всесвіт далеких світів
Це новаторське дослідження JWST відкриває нову главу у вивченні екзопланет — планет за межами нашої Сонячної системи. Розуміння хаотичної атмосфери цих далеких світів може допомогти уточнити нашу інтерпретацію сигналів від більш віддалених екзопланет, метеорологічні моделі яких можуть містити підказки про їх потенційну придатність для життя. Поки JWST продовжує свої астрономічні дослідження, вчені з нетерпінням чекають ще більшої кількості даних, які дозволять їм скласти карту не лише температур і хмар, а й потоків вітру та хімічних циклів у цих чужих світах. Подорож у приховані простори космосу обіцяє бути наповненою відкриттями про неймовірне розмаїття планетарних атмосфер у Всесвіті.
