Международная группа исследователей с помощью космического телескопа James Webb (JWST) расшифровала погодные процессы на коричневом карлике SIMP J0136+09, или SIMP 0136. Этот объект находится примерно в 20 световых годах от Земли в созвездии Рыб. О результатах сообщается в журнале Astronomy & Astrophysics.
Для анализа астрономы применили метод главных компонент — статистический способ упростить сложные массивы данных и выделить переменные, которые меняются согласованно. Наблюдения проводились в рамках программы JWST General Observer Program 3548. С помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec и прибора среднего инфракрасного диапазона MIRI специалисты получили временные ряды и спектры низкого разрешения.
Коричневый карлик крупнее и горячее газового гиганта, но его массы недостаточно для превращения в звезду. В его атмосфере существуют облачные структуры планетарного масштаба, которые быстро меняются по мере вращения объекта. Высокая чувствительность приборов James Webb позволила заметить небольшие колебания яркости SIMP 0136 и связать их с атмосферными процессами.
Исследование показало, что погоду на SIMP 0136 определяют прежде всего изменения температуры и вертикальная структура облаков. Метод главных компонент помог отделить значительные изменения яркости от слабых колебаний и случайного шума. В результате учёные выделили три повторяющихся типа погодных проявлений: более горячие области с разреженными облаками, а также холодные зоны с плотными облаками, вытянутыми по вертикали.
«В относительном смысле SIMP 0136 — один из самых удобных для получения качественных данных коричневых карликов. Эти данные уже изучались с помощью проверенных методов, поэтому мы смогли сопоставить часть результатов нового подхода с тем, что нам уже известно об этом объекте. Метод также помог лучше понять, что формирует погоду на этом далёком мире и как его погодные структуры взаимодействуют и сосуществуют. Но, возможно, ещё важнее то, что такой подход можно дополнительно усовершенствовать и применять к другим, менее изученным коричневым карликам в разных частях космоса», — заявила ведущий автор работы, аспирантка Школы физики Тринити-колледжа в Дублине Мерл Шрадер в пресс-релизе Trinity College Dublin.
По словам соавтора исследования, доцента Школы физики Тринити-колледжа Йоханны Вос, новый способ анализа может стать быстрым первым этапом обработки будущих наблюдений JWST перед проведением ресурсоёмкого компьютерного моделирования. Изучение атмосфер коричневых карликов и гигантских экзопланет поможет сравнить погодные системы миров за пределами Солнечной системы. Наблюдения таких объектов также дают возможность исследовать образование облаков, движение атмосферы и перенос тепла в экстремальных условиях.