Eine künstlerische Darstellung eines Braunen Zwergs. (Goddard Space Flight Center der NASA) Neue Beobachtungen des James Webb-Weltraumteleskops haben uns direkte Bestätigung dafür geliefert, dass es auf einigen außerirdischen Welten Gesteinswolken gibt.
Das Teleskop hat direkt Silikatwolken in der Atmosphäre eines Braunen Zwergs entdeckt – laut einem internationalen Astronomenteam ist es das erste Mal, dass eine solche Entdeckung bei einem Begleiter mit Planetenmasse außerhalb des Sonnensystems gemacht wurde.
Die vollständigen Ergebnisse stellen laut dem Team das bisher beste Spektrum für ein planetares Massenobjekt dar. Diese Ergebnisse könnten uns nicht nur helfen, diese sogenannten „gescheiterten Sterne“ besser zu verstehen, sondern stellen auch nur einen Vorgeschmack darauf dar, was das JWST leisten kann.
Das Papier wurde bei AAS-Zeitschriften eingereicht und ist Verfügbar auf dem Preprint-Server arXiv während es die durchmacht Peer-Review und Veröffentlichungsprozess.
Wir haben JWST bereits gesehen Machen Sie ein direktes Bild eines Exoplaneten , aber ein Brauner Zwerg ist eine etwas andere Sache.
Diese Objekte entstehen, wenn ein Babystern nicht genug Masse ansammelt, um die Wasserstofffusion in seinem Kern anzukurbeln, und sie besetzen das Massenregime zwischen den stämmigsten Planeten und den winzigsten Sternen.
Allerdings bei etwa der 13,6-fachen Masse von Jupiter (Entschuldigung, Jupiter, du versuchtest ) können Braune Zwerge Deuterium, also schweren Wasserstoff, mit einem Proton und einem Neutron im Kern verschmelzen, statt nur mit einem einzelnen Proton.
Der Fusionsdruck und die Fusionstemperatur von Deuterium sind niedriger als die von Wasserstoff, was bedeutet, dass Braune Zwerge so etwas wie „leichte“ Sterne sind.
Das bedeutet, dass Braune Zwerge im Gegensatz zu Exoplaneten ihre eigene Wärme und ihr eigenes Licht abgeben. Es ist natürlich viel weniger als das von Sternen, aber wir können es direkt nachweisen, insbesondere in den Infrarotwellenlängen, auf die sich JWST spezialisiert hat.
Die Beobachtungen eines Teams unter der Leitung der Astronomin Brittany Miles von der University of California in Santa Cruz stammen von einem etwa 72 Lichtjahre entfernten Braunen Zwerg namens VHS 1256-1257 b. erstmals 2015 beschrieben .
Er hat etwa die 19-fache Masse des Jupiter und ist relativ jung, mit einer rötlichen Atmosphäre.
Dieser Farbton wurde bereits zuvor zugeschrieben Wolken in jungen Braunen Zwergen, also nahm das Team Infrarotspektren auf, um zu sehen, ob sie die Zusammensetzung des Braunen Zwergs bestimmen könnten.
Dies funktioniert, weil verschiedene Elemente Licht unterschiedlicher Wellenlänge absorbieren und wieder abgeben. Wissenschaftler können das Spektrum betrachten, um dunklere und hellere Merkmale zu erkennen und die Elemente zu bestimmen, die sie verursachen.
Das Team stellte fest, dass die atmosphärische Zusammensetzung von VHS 1256-1257 b derjenigen anderer Brauner Zwerge ähnelte, die im Infrarotwellenlängenbereich untersucht wurden, aber viel klarer.
„Wasser, Methan, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Natrium und Kalium werden in mehreren Teilen des JWST-Spektrums beobachtet, basierend auf Vergleichen von Template-Spektren Brauner Zwerge, molekularer Trübungen und Atmosphärenmodellen.“ schreiben die Forscher in ihrer Arbeit .
Die Kohlenmonoxid-Merkmale sind laut den Forschern die deutlichsten, die bisher beobachtet wurden. Und wie sie gehofft hatten, entdeckten sie auch Wolken – vermutete lange Wolken aus Silikatpartikeln in einer dicken Schicht mit einer Korngröße im Submikronbereich. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um Mineralien wie Forsterit, Enstatit oder Quarz, stellt das Team fest.
Dies scheint endlich zu bestätigen, dass junge Braune Zwerge von fleckigen Silikatwolken umgeben sein können, die die Helligkeitsvariabilität beeinflussen.
Dies gibt uns ein Werkzeug zur Interpretation zukünftiger Beobachtungen Brauner Zwerge und etwas, worauf wir bei zukünftigen Beobachtungen achten können, stellen die Forscher fest.
„Diese ersten Ergebnisse der frühen wissenschaftlichen Beobachtungen des JWST sind bahnbrechend und auch für zahlreiche andere nahegelegene Braune Zwerge erhältlich, die in zukünftigen Beobachtungszyklen beobachtet werden.“ Sie schreiben in ihre Arbeit .
„Dieses Observatorium wird ein Wegbereiter sein und unser Verständnis der atmosphärischen Physik bei Planetenbegleitern, Braunen Zwergen und Exoplaneten in den kommenden Jahren vorantreiben.“
Die Forschung wurde bei AAS-Zeitschriften eingereicht und ist verfügbar unter arXiv .