Brązowy karzeł Luhman 16B doskonale udaje Jowisza. Kolorowe chmury, potężne cyklony

Brązowe karły to obiekty masywniejsze od planet, które na etapie powstawania nie przyciągnęły wystarczająco wysokiej masy, aby w ich wnętrzu pojawiło się na tyle wysokie ciśnienie, aby rozpocząć procesy fuzji wodoru charakterystyczne dla gwiazd. Taki obiekt, choć gorący na początku swojej ewolucji, nie produkuje w swoim jądrze żadnej energii, a jedynie przez miliardy lat emituje w przestrzeń już posiadane ciepło, stopniowo ochładzając się i ciemniejąc.

Rozmiarami przeciętny brązowy karzeł przypomina Jowisza, największą planetę Układu Słonecznego, ale jednocześnie jest on dużo gęstszy, jego masa jest zazwyczaj kilkadziesiąt razy wyższa od masy Jowisza. Jednocześnie ostatnie lata przyniosły badaczom wiele dowodów na to, że brązowe karły, podobnie do planet posiadają własne atmosfery. Powstało zatem pytanie, czy na zewnątrz brązowy karzeł także przypomina Jowisza, z jego barwnymi pasami i wirami. Taka informacja mogłaby wiele powiedzieć o procesach zachodzących bezpośrednio na powierzchni brązowego karła, o wiejących na niej wiatrach czy o dystrybucji ciepła na całym globie.

Badacze z Uniwersytetu Arizony, którzy mają już spore doświadczenie w mapowaniu atmosfer brązowych karłów przyjrzeli się za pomocą kosmicznego teleskopu TESS dwóm najbliższym (jak dotąd odkrytym) brązowym karłom. Owszem, teleskop taki wciąż nie jest w stanie po prostu wykonać zdjęcia tarczy brązowego karła, ale jest w stanie bardzo precyzyjnie mierzyć jasność jego powierzchni. Zmiany jasności zarejestrowane w trakcie rotacji brązowego karła wokół własnej osi, we współpracy z modelami astrofizycznymi, pozwalają badaczom odtworzyć wygląd atmosfery.

Brązowe karły Luhman 16A oraz 16B znajdują się zaledwie 6,5 roku świetlnego od Ziemi. Zważając na to, że najbliższa jakakolwiek gwiazda – Proxima Centauri – znajduje się 4,26 lat świetlnych od Ziemi, to jest to naprawdę blisko. Oba karły rozmiarami zbliżone są do Jowisza, a ich masy to odpowiednio 34 i 28 mas Jowisza.

Dzięki temu, że obserwacje prowadzone z przestrzeni kosmicznej nie są przerywane przez cykl dnia i nocy na Ziemi, astronomowie mogli zaobserwować wiele następujących po sobie obrotów karła i tym samym stworzyć szczegółowy model jego atmosfery.

Okazało się, że atmosfera brązowego karła Luhman 16B pod wieloma względami przypomina atmosferę Jowisza. Owszem, jest ona 1000 stopni gorętsza od jowiszowej, ale występują w niej równoległe do równika jaśniejsze i ciemniejsze pasy, charakteryzujące się różną prędkością wiejących w nich wiatrów. Takie wiatry rozprowadzają po atmosferze ciepło uciekające z wnętrza brązowego karła. Co więcej, w regionach okołobiegunowych można zaobserwować wiry przypominające te na Jowiszu.

Badacze zauważają, że wnioski płynące z ich badań będzie można zastosować do analizowania atmosfer planet pozasłonecznych. Jeżeli atmosfera brązowego karła o masie kilkadziesiąt razy większej od masy największej planety w Układzie Słonecznym nie różni się znacząco od masy Jowisza, to można zakładać, ze odkrywane planety pozasłoneczne, także będą wykazywały się podobnymi cechami atmosferycznymi.