Astronomowie odkryli, że najbliższy nam brązowy karzeł, Luhman 16A, posiada na swojej powierzchni pasy podobne do tych obserwowanych w atmosferze Jowisza i Saturna. To pierwszy przypadek wykorzystania polarymetrii do określenia właściwości chmur w atmosferze jakiegokolwiek obiektu spoza Układu Słonecznego.
Brązowe karły to obiekty masywniejsze od planet, ale lżejsze od gwiazd, mieszczące się w zakresie od 13 do 80 mas Jowisza. Luhman 16A jest składnikiem układu podwójnego, który tworzy z drugim brązowym karłem Luhman 16B. Jest to trzeci najbliższy obiekt w bezpośrednim otoczeniu Układu Słonecznego. Bliżej są tylko układ Alfa Centauri oraz Gwiazda Barnarda. Oba brązowe karły charakteryzują się masą około 30 jowiszów każdy.
Choć oba składniki układu – Luhman 16A oraz 16B – mają podobne masy i podobne temperatury sięgające około 1000 stopni Celsjusza i powstały mniej więcej w tym samym czasie, charakteryzują się zupełnie różną pogodą. Luhman 16B nie wykazuje żadnych oznak powstawania stacjonarnych pasów chmur, natomiast powstają na nim nieregularne zagęszczenia chmur. Z tego też powodu ten brązowy karzeł charakteryzuje się wyraźnymi zmianami jasności.
Tak samo jak to ma miejsce w przypadku Ziemi i Wenus, obiekty te są do siebie bardzo podobne, ale zdecydowanie różnią się temperaturą – mówi Julien Girard z Space Telescope Science Institute w Baltimore. „Na jego powierzchni padają krzemiany i amoniak. To w rzeczywistości dość okropna pogoda”.
Korzystając z instrumentów zainstalowanych na pokładzie Bardzo Dużego Teleskopu w Chile, badacze przeanalizowali polaryzację promieniowania z układu Luhman 16. Polaryzacja to cecha promieniowania opisująca kierunek oscylacji fal świetlnych. Polaryzacyjne okulary przeciwsłoneczne „wycinają” jeden z kierunków polaryzacji, aby zminimalizować ilość odblasków i poprawić kontrast.
Zamiast blokować odblaski, staraliśmy się je zmierzyć – mówi główny autor opracowania Max Millar-Blanchaer z California Institute of Technology w Pasadenie.
Gdy światło odbija się od cząstek, takich jak krople w chmurach, może faworyzować określony kąt polaryzacji. Mierząc preferowaną polaryzację światła odległego systemu, astronomowie mogą ustalić obecność chmur, nawet nie oglądając bezpośrednio samej ich struktury.
Nawet z odległości lat świetlnych możemy wykorzystać polaryzację do ustalenia tego, na co światło napotkało na swojej drodze – dodaje Girard.
Aby ustalić na co natrafiło promieniowanie brązowych karłów, porównaliśmy nasze obserwacje z modelami różnych cech: atmosfer brązowych karłów z pełnymi pokrywami chmur, pasmami chmur jak na Jowiszu, a nawet z spłaszczonymi brązowymi karłami (wskutek szybkiej rotacji). Okazało się, że jedynie modele atmosfer z pasmami chmur pasują do naszych obserwacji brązowego karła Luhman 16A – tłumaczy Theodora Karalidi z University of Central Florida w Orlando.
Techniki polarymetrii można stosować nie tylko do brązowych karłów. Można je też zastosować do egzoplanet krążących wokół odległych gwiazd. Atmosfery gorących gazowych olbrzymów przypominają atmosfery brązowych karłów. Choć pomiary polaryzacji światła z egzoplanet będą większym wyzwaniem ze względu na ich niską jasność i bliskość do gwiazd macierzystych, informacje zebrane z brązowych mogą pomóc w przypadku gazowych egzoplanet.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, jeżeli kiedykolwiek znajdzie się w przestrzeni kosmicznej, będzie w stanie badać takie układy jak Luhman 16 w podczerwieni i szukać oznak zmian jasności, które mogłyby wskazywać na obecność chmur.