Na smeđem patuljku udaljenom oko 20 svjetlosnih godina od Zemlje astronomi su izdvojili vremenski obrazac koji podsjeća na olujnu atmosferu Jupitera. Objekt SIMP 0136 nema zvijezdu oko koje bi kružio, ali njegova se atmosfera mijenja dok se okreće oko vlastite osi. Podaci teleskopa James Webb otkrivaju tri ponavljajuća vremenska stanja i nude novi način proučavanja svjetova koje je teško izravno fotografirati.
SIMP 0136 pripada skupini smeđih patuljaka, objekata koji nastaju iz oblaka plina, ali nisu dovoljno masivni da trajno pokrenu fuziju vodika. Zbog toga ne sjaje poput zvijezda, nego većinu topline dobivaju iz vlastite unutrašnjosti. Iako je po masi bliži divovskim planetima, njegova je atmosfera dovoljno vruća da u njoj nastaju složeni oblaci i snažna strujanja.
Međunarodni tim proučavao je promjene sjaja dok se SIMP 0136 okretao. Istraživači s Trinity Collegea u Dublinu navode da su kombinirali Webbova mjerenja s analizom glavnih komponenti, statističkom metodom koja iz velikog broja podataka izdvaja obrasce koji se ponavljaju.
Tri vrste promjena u atmosferi
Promjena sjaja sama po sebi ne govori što se događa u atmosferi. Objekt može postati svjetliji zbog proređivanja oblaka, promjene temperature ili pomicanja različitih slojeva atmosfere jednog iznad drugoga. Nova analiza razdvaja te utjecaje i pokazuje da se najveći dio varijacija može objasniti promjenom temperature i okomitom strukturom oblaka.
Dok se smeđi patuljak okreće, istraživači u podacima vide tri stanja koja se ponovno pojavljuju. U jednom je gornji sloj prozirniji, u drugom gušći, a treće stanje povezuje promjenu temperature s pomicanjem oblaka u dublje slojeve. To nisu tri odvojene oluje koje počinju i završavaju, nego različiti pogledi na atmosferu dok se njezin uzorak okreće prema teleskopu.
Zašto je SIMP 0136 važan
SIMP 0136 dovoljno je blizu i dovoljno sjajan u infracrvenom području da ga Webb može pratiti, a u njegovoj blizini nema sjajne zvijezde koja bi zaklonila signal. Kod egzoplaneta koji kruže oko zvijezda svjetlost matične zvijezde često prekriva slab signal planeta. Budući da ne kruži oko zvijezde, takav smeđi patuljak nema taj problem pa znanstvenicima omogućuje testiranje modela atmosfere u uvjetima sličnima onima na plinovitim divovima.
Takva usporedba pomaže i pri tumačenju egzoplaneta. Ako isti obrazac promjene sjaja nastaje na različitim temperaturama, modelima je lakše odvojiti svojstva oblaka od utjecaja zračenja zvijezde. Podaci s Webba pritom služe i za provjeru metoda koje će se primjenjivati na udaljenim planetima.
Rezultati su objavljeni u radu u časopisu Astronomy & Astrophysics. Autori naglašavaju da analiza ne daje kartu svake pojedine oluje. Ona pokazuje kako se iz promjene ukupnog sjaja može rekonstruirati raspored temperature i oblaka u atmosferi.
Vrijeme bez izlaska Sunca
Na Zemlji vrijeme pokreće Sunce, no u atmosferi smeđeg patuljka glavni izvor energije dolazi iznutra. Toplina se polako prenosi prema površini, a brza rotacija raspoređuje plin i oblake u široke pojaseve. Zbog toga se na objektu mogu pojaviti stabilni uzorci koji traju dulje od jedne rotacije, čak i bez dnevnog ciklusa kakav poznajemo.
Opservacije SIMP-a 0136 nadovezuju se na ranija Webbova proučavanja atmosfere malih, hladnih objekata, kakva smo opisali u pregledu Webbovih ključnih otkrića. Sljedeći korak bit će ponoviti mjerenja na drugim smeđim patuljcima i usporediti njihove obrasce. Tek tada će se vidjeti je li takva promjenjivost uobičajena i kod drugih smeđih patuljaka.
