Czy super-Jowisze są podobne do Jowisza?

Naukowcy zbadali, czy rodzaj brązowych karłów, znany jako super-Jowisze, jest podobny do gazowego olbrzyma zamieszkującego Układ Słoneczny. Odkryli, że te ciała niebieskie znacznie różnią się od siebie.

.W ramach nowego badania, naukowcy z Shanghai Jiao Tong University, wykorzystali Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba, aby dowiedzieć się więcej o tym, w jaki sposób niektóre brązowe karły tworzą gigantyczne burze pyłowe, co jest sprzeczne z dotychczasowymi założeniami. Zjawiska te mogą wyglądać podobnie do charakterystycznej Wielkiej Czerwonej Plamy na Jowiszu, ale nowe analizy wskazują, że w rzeczywistości powstają one w zupełnie inny sposób. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Science Advances”.

Jak opisują astronomowie, brązowe karły to obiekty kosmiczne o masie większej niż ogromne planety, ale mniejszej niż małe gwiazdy. Nie są one w stanie utrzymać fuzji wodoru w swoich jądrach, więc po utworzeniu ulegają one ochłodzeniu. Po miliardach lat osiągają niskie temperatury, stając się bardzo podobne do niezwykle dużych planet. Niektóre brązowe karły są 10 razy cięższe od Jowisza, dlatego badacze określają je jako „super-Jowisze”. Ponieważ przypominają one ogromne światy i wykazują silną aktywność pogodową, stanowią odpowiednie obiekty do badania zachowania atmosfer gigantycznych egzoplanet.

„Do tej pory zakładano, że brązowe karły zachowują się podobnie jak Jowisz, a stabilne burze kształtują ich niebo. Nasze badania podważają jednak tę koncepcję, sugerując, że niektóre z tych światów wcale nie przypominają gazowego olbrzyma zamieszkującego Układ Słoneczny. Analizując zmieniające się wzorce świetlne super-Jowisza, odkryliśmy, że jego atmosfera może działać w zasadniczo inny sposób” – mówi Stanimir Metchev z University of Western Ontario.

W ostatnich latach naukowcy badali to, jak często na brązowych karłach zdarzają się burze atmosferyczne, oraz to, jak na ciepłych brązowych karłach, takich jak VHS 1256B, który był obserwowany w ramach najnowszych analiz, często występują chmury pyłu (lub „piasku”). Obecnie astronomom za pomocą Teleskopu Webba, udało się wykryć pył w chmurach tego super-Jowisza.

Poprzednie badania wykazały, że postrzegana jasność VHS 1256B, znacznie wzrasta i maleje w czasie. Ta zmienność, zdaniem astronomów, zwykle sygnalizuje znaczące zjawiska atmosferyczne, takie jak odkryte obecnie ogromne burze pyłowe.

Na podstawie tych odkryć naukowcy przeprowadzili symulację atmosfery VHS 1256B, aby dopasować ją do odkrytej zmienności jasności, a następnie porównali nowy model z danymi obserwacyjnymi z Teleskopu Webba. Odkryli, że zachowanie brązowego karła ma zupełnie inne przyczyny niż w przypadku Jowisza i wynika z atmosferycznych fal równikowych o dużej skali.

Fale te, powstające w wyniku nierównowagi temperatury spowodowanej ogrzewaniem atmosfery przez chmury w pobliżu równika, wywołały znaczne burze piaskowe przemieszczające się ze wschodu na zachód. Zjawisko to, znane jako „sprzężenie zwrotne promieniowania i chmur” („cloud-radiative feedback”), zdaniem badaczy, może wyjaśniać zarówno zmiany jasności obserwowane w VHS 1256B, jak i powolne, długotrwałe zmiany krzywej światła spowodowane burzami piaskowymi, które przemieszczają się i zmieniają w czasie.

.Badanie to pokazuje, że super-Jowisze, takie jak VHS 1256B, zachowują się zupełnie inaczej niż Jowisz, głównie dlatego, że ich atmosfery są znacznie gorętsze i silniej reagują na promieniowanie. Ta reakcja powoduje powstawanie fal równikowych na dużą skalę i zapobiega tworzeniu się wielokrotnych pasm strefowych (multiple zonal banding – lub pierścieni) podobnych do tych występujących na Jowiszu, które tworzy chłodniejsza atmosfera Jowisza.

Oprac. EG