Chmury na brązowych karłach składają się z piasku

Credit: Roberto Molar Candanosa and Sergio Dieterich, courtesy of the Carnegie Institution for Science Read more at: https://phys.org/news/2018-09-star-line-stars-brown-dwarfs.html#jCp

Myśląc o tym, jak wyglądają atmosfery tak nietypowych obiektów jak brązowe karły, musimy rozszerzyć swoją skalę tego, co możliwe, a co niemożliwe. Najnowsze dane wskazują bowiem, że spoglądając z powierzchni takiego globu na niebo, moglibyśmy zobaczyć chmury składające się z gorących minerałów krzemianowych, które jak każde inne chmury ulegają kondensacji, rozrastają się i rozmywają na rozpalonym niebie.

Chmury składające się z pary wodnej – jakby nie patrzeć – charakterystyczne są akurat dla naszej planety. Chmury składające się z amoniaku przykrywają gazowe wnętrze Jowisza, chmury składające się z kwasu siarkowego skrywają z kolei przed nami powierzchnię Wenus. Co planeta, to inna chmura. Tak jest w Układzie Słonecznym i tak też jest daleko za nim.

Właśnie poszukując chmur na globach znajdujących się poza Układem Słonecznym naukowcy jak na razie bezpośrednio wykryli je w atmosferach brązowych karłów, ciemnych, rdzawych obiektów, które nie są już planetami, ale nigdy nie stały się gwiazdami.

Już w 2004 roku Kosmiczny Teleskop Spitzer dostrzegł za pomocą swoich instrumentów ziarna minerałów krzemianowych takich jak chociażby kwarc w atmosferze brązowego karła. W kolejnych latach to samo obserwowano w przypadku innych brązowych karłów.

Wbrew pozorom nie potrzeba jakiejś przesadnej wyobraźni, aby zrozumieć, co się dzieje w tych atmosferach. Wlatując kosmicznym samolotem w chmurę takiego piasku unoszącej się nad powierzchnią brązowego karła, czulibyśmy się jakbyśmy trafili na burzę piaskową na Ziemi. Być może za wyjątkiem tego, że mierzylibyśmy się oczywiście z bardzo gorącym piaskiem.

Gdy teleskop Spitzera działał naukowcy w ten sposób odkryli piaszczyste chmury na sześciu różnych brązowych karłach. Teraz jednak naukowcy postanowili przeanalizować archiwalne dane z tego teleskopu i sprawdzić, czy takie same sygnały pochodzą także z innych obserwowanych brązowych karłów. Okazało się, że to był dobry trop. W próbce ponad stu brązowych karłów naukowcy odkryli, że jeżeli temperatura atmosfery wynosi powyżej 1700 stopni Celsjusza, krzemiany występują w formie gazowej. Poniżej tej temperatury pojawiają się wyraźne oznaki obecności chmur piaskowych, które są najobfitsze przy temperaturach ok. 1300 st. C i znikają poniżej 1000 st. C. kiedy to chmury znikają głęboko w atmosferze.

Warto tutaj pamiętać o jednym: brązowe karły od urodzenia są bardzo gorące, ale z racji tego, że nie są w stanie rozpocząć procesów fuzji w swoich jądrach, na przestrzeni miliardów lat powolnie się ochładzają. Możliwe zatem, że w toku swojej ewolucji każdy brązowy karzeł przechodzi przez stadium piaszczystych chmur. Więcej informacji na ten temat będziemy mieli już wkrótce, wszak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ma w planach obserwacje atmosfer brązowych karłów. Wystarczy zatem poczekać.

Źródło: 1, 2

Radek Kosarzycki

Popularyzator astronomii. Kulturalny cham. Od 2015 r. codziennie pisze i mówi o kosmosie na Pulsie Kosmosu. Od 2020 r. pisze o kosmosie także na najlepszym polskim portalu technologicznym Spider's Web.