Afbeelding tegoed: NASA
Een team van astronomen van UCLA heeft bewolkte, stormachtige atmosferen gevonden op bruine dwergen - objecten die groter zijn dan gasreuzen zoals Jupiter, maar niet groot genoeg om in volle sterren te ontbranden. In plaats van gestaag af te koelen, werden de objecten gedurende korte perioden helderder, dus dit kan worden verklaard door pauzes in de bewolkte atmosfeer.
Voor het eerst hebben onderzoekers waargenomen dat planeetachtig weer een grote invloed heeft op objecten buiten ons zonnestelsel.
Een team van wetenschappers van NASA en de Universiteit van Californië, Los Angeles (UCLA) heeft bewolkte, stormachtige atmosferen gevonden op bruine dwergen, hemellichamen die minder zwaar zijn dan sterren, maar die meer massa hebben dan gigantische planeten zoals Jupiter. De ontdekking zal wetenschappers betere instrumenten geven om de atmosfeer en het weer op bruine dwergen of op planeten rond andere sterren te interpreteren.
"De beste analogie met wat we op deze objecten zien, zijn de stormpatronen op Jupiter", zegt Adam Burgasser, astronoom aan de UCLA en hoofdauteur van de studie. 'Maar ik vermoed dat het weer op deze zwaardere bruine dwergen de Grote Rode Vlek doet denken aan een kleine bui.' De Grote Rode Vlek van Jupiter is een enorme storm met een diameter van meer dan 24.000 kilometer en windsnelheden tot 270 kilometer per uur. Burgasser werkte samen met planetair wetenschapper Mark Marley, meteoroloog Andrew Ackerman van NASA Ames Research Center in Silicon Valley in Californië, en andere medewerkers om voor te stellen hoe weersverschijnselen de raadselachtige observaties van bruine dwergen kunnen verklaren.
'We hadden nagedacht over wat stormen kunnen doen met het uiterlijk van bruine dwergen ,? Zei Marley. "En toen Adam ons de nieuwe gegevens liet zien, realiseerden we ons dat er een goede match was." Het team berekende dat het gebruik van een model met breuken of gaten in de bewolkte atmosfeer de mysterieuze waarnemingen van verkoelende bruine dwergen oploste.
Bruine dwergen, pas recent waargenomen leden van de lucht, zijn op zijn best 'mislukte sterren', zei Ackerman. Niet massief genoeg om de verbranding van waterstofachtige sterren te weerstaan, gaan bruine dwergen door koelstadia die wetenschappers observeren met infrarood-energiedetecterende telescopen. Ze verschijnen als een zwakke gloed, als een sintel van een vuur dat bij het dimmen zowel warmte als lichtenergie afgeeft.
Astronomen verwachtten dat bruine dwergen, zoals de meeste objecten in het universum, tijdens het afkoelen gestaag zwakker zouden worden. Nieuwe waarnemingen lieten echter zien dat bruine dwergen tijdens een relatief korte fase helderder worden naarmate ze afkoelen. De verklaring ligt in de wolken.
Minstens 25.000 keer zwakker dan de zon, bruine dwergen zijn nog steeds ongelooflijk heet, met temperaturen tot wel 2.000 graden Kelvin (3.140 F). Bij zulke hoge temperaturen komen zaken als ijzer en zand voor als gassen. Terwijl bruine dwergen afkoelen, condenseren deze gassen in de atmosfeer tot vloeibare druppels om wolken te vormen, vergelijkbaar met waterwolken op aarde. Naarmate de bruine dwerg verder afkoelt, is er een snelle opruiming van de wolken veroorzaakt door atmosferische weerspatronen. Terwijl de wolken door de stormen worden meegesleurd, ontsnapt helder infrarood licht van de warmere atmosfeer onder de wolken, wat de ongebruikelijke opheldering van de bruine dwergen verklaart.
"Het model dat voor het eerst door de groep is ontwikkeld, komt overeen met de kenmerken van een zeer breed scala aan bruine dwergen, maar alleen als rekening wordt gehouden met wolkenopheldering", aldus Burgasser. "Hoewel veel groepen hebben laten doorschemeren dat wolkenstructuren en weersverschijnselen aanwezig moeten zijn, zijn we van mening dat we hebben aangetoond dat het weer aanwezig is en behoorlijk dramatisch kan zijn."
Door het weer op aarde te gebruiken als uitgangspunt, hielp Ackerman het team bij het berekenen van stormen - waaronder wind, windstoten en ijzeren regen - in hun berekeningen. "De astrofysici hadden wat hulp nodig bij het begrijpen van regen, omdat het bij de meeste sterren geen belangrijk proces is ,? Zei Ackerman. "We gebruikten observaties en simulaties van terrestrische wolken om het effect van ijzerregen op de dikte van een ijzerwolk in te schatten."
De studie van het team, die wordt gepubliceerd in het nummer van 1 juni van Astrophysical Journal Letters, zal onderzoekers helpen de samenstelling van atmosferen buiten ons zonnestelsel te bepalen. "Bruine dwergen zijn van oudsher bestudeerd als sterren, maar het is meer een continuüm", zei Marley. 'Als je een mok shot Jupiter bij deze jongens plaatst, is het gewoon een bruine dwerg met een zeer lage massa.' Bruine dwergen zijn een oefenterrein voor wetenschappers om te leren hoe ze waarnemingen van planeetachtige objecten rond andere sterren kunnen interpreteren, zei hij. 'Iedereen wil bruine dwergen vinden die nog kouder zijn en net als de aarde waterwolken hebben. Als we die eenmaal hebben gevonden, is dat een goede test voor ons begrip. '
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
