Международная группа исследователей с помощью космического телескопа James Webb (Джеймс Уэбб) выяснила, какие процессы формируют погоду на коричневом карлике SIMP J0136+09, или SIMP 0136. Этот объект находится примерно в 20 световых годах от Земли в созвездии Рыб. Результаты работы опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
Для анализа данных учёные применили метод главных компонент — статистический подход, который выделяет связанные между собой изменения и отбрасывает менее значимые колебания. Наблюдения проводились в рамках программы JWST General Observer Program 3548. Телескоп изучал SIMP 0136 во времени и получил спектры низкого разрешения с помощью ближнего инфракрасного спектрографа NIRSpec и прибора среднего инфракрасного диапазона MIRI.
Анализ показал, что изменения атмосферы объекта в основном связаны с температурой и вертикальной структурой облаков. Исследователи выделили три регулярно повторяющихся погодных режима: более горячие области с разреженными облаками и холодные зоны с плотными облачными слоями, вытянутыми вверх. Высокая чувствительность приборов James Webb позволила заметить небольшие изменения яркости, возникающие при вращении коричневого карлика.
SIMP 0136 относится к коричневым карликам — объектам, которые крупнее и горячее газовых гигантов, но недостаточно массивны для превращения в звёзды. Его облачные системы сопоставимы по размеру с планетами и быстро меняются, однако наблюдаемые атмосферные процессы оказались достаточно упорядоченными. Как сообщила Trinity College Dublin, ведущий автор исследования Мерл Шрадер считает SIMP 0136 удобным объектом для проверки нового метода, поскольку его уже изучали традиционными способами.
«В относительном смысле SIMP 0136 — один из самых простых для получения качественных данных коричневых карликов. Эти данные уже исследовались с помощью признанных методов, поэтому мы смогли сопоставить часть результатов нового подхода с тем, что уже известно об этом объекте. Метод также помог лучше понять, что формирует погоду на этом далёком мире и как различные погодные режимы взаимодействуют и сосуществуют, но, возможно, ещё важнее то, что этот подход можно дополнительно усовершенствовать и применять к другим, менее изученным коричневым карликам в разных областях космоса».
По словам соавтора работы, доцента Школы физики Trinity Джоанны Вос, разработка может стать первым этапом анализа будущих наблюдений James Webb перед созданием сложных компьютерных моделей. Изучение коричневых карликов помогает проверять представления о формировании облаков, циркуляции атмосферы и переносе тепла в экстремальных условиях. Одной из основных задач телескопа остаётся исследование света от экзопланет и их спектров, которые позволяют определить химический состав атмосфер; после начала работы космического телескопа Nancy Grace Roman астрономы рассчитывают напрямую наблюдать меньшие планеты, расположенные ближе к своим звёздам.