Wspomniany brązowy karzeł jest jak dotąd obiektem o masie planetarnej, w przypadku którego udało się uzyskać najdokładniejsze widmo. Wyniki jego obserwacji nie dość, że mogą pomóc naukowcom dowiedzieć się czegoś więcej na temat tak zwanych „nieudanych gwiazd”, to stanowią przedsmak możliwości Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Gwiazda-niewypał
Wcześniej JWST wykonał bezpośrednie zdjęcie egzoplanety. Brązowy karzeł to jednak obiekt z nieco innej kategorii.
Brązowe karły nie bez powodu nazywa się nieudanymi gwiazdami bądź niewypałami. Obiekty te są większe niż większość planet, ale w ich jądrach występuje zbyt małe ciśnienie, by doszło tam do reakcji przemiany wodoru w hel, które są głównym źródłem energii gwiazd ciągu głównego.
Co jednak ciekawe, przy masie wynoszącej około 13,6 mas Jowisza w brązowych karłach może dochodzić do fuzji deuteru, czyli tak zwanego ciężkiego wodoru, którego jądro zawiera jeden proton i jeden neutron. Ciśnienie i temperatura występujące przy syntezie deuteru są niższe niż przy syntezie wodoru, a więc brązowe karły wyglądają na ledwo tlące się gwiazdy.
Powyższe oznacza, że w przeciwieństwie do planet brązowe karły emitują własne ciepło i światło, ale znacznie mniej intensywne niż gwiazdy. Możemy je zatem wykryć bezpośrednio, zwłaszcza z użyciem instrumentów Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, prowadzących obserwacje w podczerwieni.
Krzemowe obłoki
Z pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz przyjrzeli się brązowemu karłowi znajdującemu się jakieś 72 lata świetlne stąd – VHS 1256-1257 b. VHS 1256-1257 b został po raz pierwszy opisany w 2015 roku i jest około 19 razy masywniejszy niż Jowisz. Jest też on stosunkowo młody.
Co ciekawe, atmosfera VHS 1256-1257 b ma nieco czerwonawe zabarwienie. Tę cechę wcześniej przypisywano obecności chmur w atmosferach brązowych karłów, a więc naukowcy uzyskali widmo VHS 1256-1257 b w podczerwieni, by określić jego skład. Uzyskany skład VHS 1256-1257 b okazał się podobny do składu innych brązowych karłów zbadanych w podczerwieni, jednakże był znacznie bardziej szczegółowy.
„Woda, metan, tlenek węgla, sód i potas są obserwowane w kilku częściach widma JWST w oparciu o porównania do innych brązowych karłów, nieprzezroczystości molekularne oraz modele atmosferyczne.”, informują naukowcy.
Widmo VHS 1256-1257 b nie dość jednak, że wskazywało wyjątkowo wyraźnie na obecność w jego atmosferze dwutlenku węgla, to także na obecność chmur, i to chmur składających się na cząstki krzemu tworzące minerały takie jak forsteryt, enstatyt czy kwarc. Istnienie takich chmur od dawna teoretyzowano. Teraz mamy potwierdzenie o ich występowaniu.
„Te wstępne wyniki obserwacji JWST są przełomowe. Można je uzyskać także w przypadku innych pobliskich brązowych karłów, które będą obserwowane podczas przyszłych cykli obserwacyjnych.”, badacze piszą w swojej pracy, dostępnej na serwerze arXiv.
Ciekawe, jakich jeszcze niesamowitych odkryć uda się dokonać z pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Jak dotąd maszyna ta nie zawodzi.
Źródło: arXiv, fot. tyt. NASA/JPL-Caltech