11-часовые наблюдения выявили водяные облака и резкие колебания угарного газа в ледяной атмосфере объекта WISE 0855
20 сентября 2026, 00:10Наука и космосDarth Sahara2
Международная группа астрономов впервые создала метеорологическую карту самого холодного из известных коричневых карликов — объекта WISE J085510.83-071442.5, или просто WISE 0855. Его температура достигает 265 K, что делает его холоднее любой планеты в Солнечной системе и помещает его на границу между неудавшимися звёздами и гигантскими планетами. Новые сведения, полученные с помощью спектрографа NIRSpec космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), показали, что несмотря на ледяной холод, атмосфера объекта демонстрирует сложную, бурную жизнь с водяными облаками и всплесками угарного газа.
В течение 11 часов телескоп последовательно записывал спектры WISE 0855 с интервалом в 15 минут. Это первый случай, когда спектроскопия коричневого карлика с временным разрешением проводилась в среднем инфракрасном диапазоне и с такой степенью детализации. Ранее наблюдения основывались на широкополосной фотометри, которая объединяла излучение различных молекул в одну точку, что не позволяло понять изменения в атмосфере. «Джеймс Уэбб» разделил излучение на составные части и продемонстрировал, как колеблется каждая молекула по отдельности.
Основная динамика проявилась в угарном газе (CO). Именно в его полосах поглощения зафиксированы самые значительные колебания яркости — до 10% от пика до пика. Почти с такой же активностью, но в более узких диапазонах, ведёт себя фосфин (PH₃). Анализ методом главных компонент подтвердил, что изменения этих двух газов сильно коррелированы, что указывает на то, что их поведение управляется одним и тем же механизмом глубоко в атмосфере. В то же время метан (CH₄), аммиак (NH₃) и водяной пар в своих максимальных областях непрозрачности, напротив, демонстрируют низкую изменчивость.
Чтобы охватить динамику атмосферы коричневого карлика в целом, учёные использовали два семейства самосогласованных атмосферных моделей — PICASO и coolTLUSTY, которые учитывают как неравновесную химию, так и эффекты конденсации водяных облаков. Выяснилось, что ни одна из моделей не может воспроизвести наблюдаемые изменения, если полагаться только на вариации температуры или только на изменения толщины облаков. Необходимы оба фактора одновременно. Верхние слои атмосферы WISE 0855, по всей видимости, покрыты водяными облаками, толщина и непрозрачность которых меняются в процессе вращения. Это объясняет широкополосные модуляции в спектре. В то же время избыток CO и PH₃ указывает на процессы в гораздо более глубоких и горячих слоях, куда конвекция поднимает газ, застрявший в неравновесном химическом состоянии.
Ожидание, что мощность вертикального перемешивания, оценённая по каждому компоненту отдельно, не увеличивается с глубиной, стало неожиданностью. Для CO коэффициент турбулентной диффузии составляет порядка 10⁶ см²/с, тогда как для PH₃ он значительно ниже — около 10¹ см²/с. Это расхождение пока не может быть объяснено в рамках стандартных моделей и, по мнению авторов, может указывать на необходимость рассмотрения нетипичного химического цикла фосфора или влияния металличности, отличной от солнечной.
С точки зрения наблюдателя, WISE 0855 выглядит как объект с сильными ветрами в экваториальных и средних широтах. Характерные пространственные масштабы атмосферных неоднородностей и форма кривых блеска предполагают наличие джетов, а не гигантских стабильных вихрей, подобных Большому красному пятну Юпитера. Точный период вращения объекта пока не установлен: в данных есть указания на значимые периоды в 5,4–5,6 часов, но сигнал нестабилен от эпохи к эпохе, что может свидетельствовать о сложной динамике с многокомпонентными ветрами.
Полученные результаты связывают известные факты о погоде на газовых гигантах Юпитере и Сатурне с процессами, которые вскоре предстоит исследовать в атмосферах экзопланет земного типа. Следующим шагом станут более продолжительные серии наблюдений, которые позволят окончательно разделить вклад вращения, зональной циркуляции и крупномасштабных волн в слоях атмосферы в общую климатическую картину.
Источники:arXivНаука и космос2космосАстрономияЭкзопланетыАстрофизикаТелескоп Джеймс Уэбб00:10
Источник