סוער עם סיכוי לגשם ברזל מותך: מפה ראשונה אי פעם של מזג אוויר אקזוטי בגמדים חומים

חושבים שמזג האוויר מגעיל בחורף הזה כאן על כדור הארץ? נסה לנפוש על הגמד החום לוהמן 16B מתישהו.

שני מחקרים שנערכו השבוע ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה שבסיסה בהיידלברג, גרמניה, מציעים את המבט הראשון על המאפיינים האטמוספריים של גמד חום.

גמד חום הוא אובייקט תת-מרכזי המגשר על הפער בין פלנטה בעלת מסה גבוהה במעל 13 המוני צדק, לבין כוכב ננס אדום אדום בעל מסה גבוהה מעל 75 המוני צדק. נכון להיום, מעט גמדים חומים צולמו ישירות. לצורך המחקר, החוקרים השתמשו בצמד הגמדים החומים שהתגלה לאחרונה, לוהמן 16 א 'וב'. בערך 45 (A) ו- 40 (B) המוני צדק, הזוג נמצא במרחק של 6.5 שנות אור וממוקם בקבוצת הכוכבים Vela. רק אלפא קנטאורי וכוכב ברנרד קרובים יותר לכדור הארץ. לוהמן A הוא גמד חום מסוג L ואילו מרכיב B הוא אובייקט תת-סוגי מסוג T.

עוד לסיפור: קרא תיאור "מאחורי הקלעים" כיצד התגלה תגלית זו - מההצעה ועד הודעה לעיתונות.

"תצפיות קודמות הסיקו כי לגמדים חומים יש משטחים מנומרים, אך כעת נוכל להתחיל למפות אותם ישירות." איאן קרוספילד ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה אמר בהודעה לעיתונות השבוע. "מה שאנחנו רואים הוא ככל הנראה כיסוי ענן מרופד, כמו שאנחנו רואים ביופיטר."

כדי לבנות תמונות אלה, השתמשו אסטרונומים בטכניקה עקיפה המכונה הדמיית דופלר. שיטה זו מנצלת את משמרות הדקות הנצפות כשהתכונות המסתובבות על הגמד החום הולכות ונסוגות מהצופה. מהירויות דופלר של תכונות יכולות גם לרמוז על קווי הרוחב הנצפים כמו גם על נטיית הגוף או הטיה לקו הראיה שלנו.

אבל לא תצטרך ז'קט, שכן החוקרים מודדים את מזג האוויר בלוהמן 16B יהיה בטווח 1100 מעלות צלזיוס, עם גשם של ברזל מותך באווירה מימית בעיקר.

המחקר בוצע באמצעות ה- CRyogenic InfraRed Echelle Spectrograph (CRIRES) שהוצב על הטלסקופ הגדול מאוד 8 מטרים, שבסיסו במתחם המצפה הפרנלי של האיחוד האירופי לדרום (ESO) בצ'ילה. CRIRES השיגו את הספקטרום הנחוץ לבניית מחדש של מפת הגמדים החומים, ואילו מדידות בהירות הגיבוי הושלמו באמצעות המצלמה האסטרונומית GROND (Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared גלאי) המוצמדת לטלסקופ 2.2 מטר במצפה הכוכבים ESO La Silla.

השלב הבא של התצפיות יהיה כרוך בהדמת גמדים חומים באמצעות מכשיר המחקר Exoplanet Spectr-Polarimetric בניגוד גבוה (SPHERE), שיוגש להיכנס לרשת במתקן הטלסקופ הגדול מאוד בהמשך השנה.

וזה עשוי לפתח עידן חדש של תכונות הדמיה ישירה על עצמים שמעבר למערכת השמש שלנו, כולל Exoplanets.

"הקטע המרגש הוא שזו רק ההתחלה. עם הדורות הבאים של הטלסקופים, ובמיוחד הטלסקופ הגדול האירופי בגודל 39 מטרים, נראה כנראה מפות שטח של גמדים חומים רחוקים יותר - ובסופו של דבר, מפת שטח לכוכב ענק צעיר ", אמרה בת'ר בילד, חוקרת בעבר מבוסס במכון מקס פלאנק ועכשיו מבוסס על אוניברסיטת אדינבורו. המחקר של Biller על הצמד התעמק עוד יותר, תוך ניתוח שינויים בבהירות באורכי גל שונים כדי להציץ למבנה האטמוספרי של הגמדים החומים בעומקים שונים.

"למדנו שתבנית מזג האוויר על הגמדים החומים האלה מורכבת למדי," אמרה Biller. "מבנה הענן של הגמד החום משתנה די חזק כפונקציה של עומק אטמוספרי ולא ניתן להסביר אותו עם עננים בשכבה יחידה."

הנייר על מפת תבניות מזג האוויר הגמדי החום יוצא היום ב -30 בינואר^th, מהדורת 2014 של טבע תחת הכותרת מיפוי עננים טלאים על גמד חום סמוך.

הזוג הגמדי החום שממוקד במחקר נקרא Luhman 16A & B על שם חוקר אוניברסיטת פנסילבניה קווין לומן, שגילה את הצמד באמצע מרץ 2013. לוהמן גילה עד כה 16 מערכות בינאריות. ייעוד קטלוג ה- WISE למערכת מכיל את הכינוי המסורבל והמסורתי הרבה יותר של WISE J104915.57-531906.1.

מצאנו את החוקרים לבקש מהם כמה פרטים על האוריינטציה והסיבוב של הזוג.

"תקופת הסיבוב של לוהמן 16B נמדדה בעבר כשצפייה בהירות הממוצעת העולמית של הגמד החום משתנה לאורך ימים רבים. ללוהמן 16 א 'יש שכבה של עננים עבים בצורה אחידה, כך שהיא אינה מציגה שונות כזו ואנחנו עדיין לא יודעים את התקופה שלה, "אמר קרוספילד מגזין החלל. "אנו יכולים להעריך את נטיית ציר הסיבוב מכיוון שאנו מכירים את תקופת הסיבוב, אנו יודעים כמה הם גמדים חומים גדולים ובמחקרנו מדדנו את מהירות הסיבוב" המוקרנת ". מכאן אנו יודעים שאנחנו כנראה רואים את הגמד החום ליד קו המשווה. "

המפות שנבנו תואמות תקופת סיבוב מהירה להפליא של קצת פחות מ- 6 שעות עבור לוהמן 16B. לצורך ההקשר, כוכב הלכת צדק - אחד המסובבים המהירים ביותר במערכת השמש שלנו - מסתובב אחת ל 9.9 שעות.

"התקופה הסיבובית של לוהמן 16B ידועה מ 12 לילות של ניטור השתנות," אמרה Biller מגזין החלל. "השונות במרכיב B עולה בקנה אחד עם התוצאות משנת 2013, אך למרכיב A יש משרעת נמוכה של משתנות ותקופת סיבוב שונה במקצת של 3-4 שעות, אך זו עדיין תוצאה מהוססת מאוד."

המיפוי הראשון הזה של תבניות הענן על גמד חום הוא נקודת ציון, ומבטיח לספק הבנה טובה בהרבה של מעמד המעברים הזה של חפצים.

חברו את ההכרזה הזו עם הגמד החום הסמוך שנלכד בתמונה ישירה, ונראה כי עידן חדש של מדע אקסופלאנט עומד לרשותנו, כזו שלא נוכל רק לאשר את קיומם של עולמות רחוקים וחפצים משנה, אלא לאפיין את מה שהם בעצם אוהבים.