Коричневый карлик WISE 0855, расположенный в 7,2 светового года от Солнца, оказался покрыт облаками водяного льда. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством Бриттани Майлз из Аризонского университета. Работа опубликована на сайте Universe Today со ссылкой на исследование.
WISE 0855 обнаружил Кевин Луман в 2014 году с помощью инфракрасного космического телескопа NASA WISE. Объект находится в созвездии Гидры и считается третьей по близости к Солнечной системе системой. Средняя температура его верхней атмосферы составляет около 265 кельвинов, или минус 8 градусов Цельсия, поэтому он относится к самому холодному классу коричневых карликов — карликам типа Y.
Коричневые карлики формируются подобно звёздам, но не набирают достаточную массу для запуска устойчивого термоядерного синтеза. При этом они значительно тяжелее обычных планет. WISE 0855 по размеру примерно сопоставим с Юпитером, однако его масса оценивается в пределах от трёх до десяти масс крупнейшей планеты Солнечной системы. Объект удалось обнаружить благодаря инфракрасному излучению, которое испускают даже очень холодные коричневые карлики.
Учёные около десяти лет спорили, действительно ли в атмосфере WISE 0855 присутствует водяной лёд. Спектральные особенности объекта могли объясняться не только облаками, закрывающими более тёплые глубокие слои, но и химическими процессами вне равновесия: восходящие потоки способны выносить вверх угарный газ, углекислый газ и фосфин. Температура карлика соответствует атмосферной «зоне Златовласки», где железо уже не образует облака, вода превращается в лёд, а аммиак остаётся газом.
Для проверки гипотезы исследователи использовали телескоп «Джеймс Уэбб» и его спектрограф ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec. Наблюдения продолжались 11 часов, а новый спектр записывался каждые 15 минут в диапазоне от 2,87 до 5,27 микрометра; всего было получено 44 последовательных измерения. Наиболее заметные изменения яркости, достигавшие 10 процентов, пришлись на диапазон 4,5–4,8 микрометра, связанный с поглощением угарного газа.
Анализ показал два независимых варианта изменений в атмосфере. Основной, на который приходится около 60,5 процента колебаний яркости, связан с изменением температуры на 0,6–1,3 градуса и, вероятно, с водяными облаками. Второй охватывает примерно 4,7 процента вариаций и проявляется в полосах поглощения угарного газа и фосфина, что указывает на более глубокие атмосферные слои. Модели PICASO и coolTLUSTY подтвердили: наблюдения гораздо лучше согласуются с наличием неоднородных облаков водяного льда на высоте, соответствующей давлению примерно от 1 до 4 бар, тогда как восходящие потоки поднимают химические соединения из глубин.