Megmérték a szélsebességet egy közeli barna törpén

13071

Most először mérték meg közvetlenül a szélsebességet egy barna törpén. Ez egy olyan égitest, amelynek tömege nagyobb a Jupiterénél, Naprendszerünk legnagyobb bolygójáénál, de ahhoz nem elég nagy, hogy csillaggá váljon. Amerikai kutatók egy olyan új módszert alkalmaztak, amellyel a Naprendszeren kívüli gázbolygók légkörét is vizsgálhatjuk.

Kutatásuk eredményeit a Science című folyóiratban a közelmúltban közzétett tanulmányban ismertették. A kutatás célpontja a 2MASS J10475385+2124234 jelű égitest volt, egy barna törpe, amely kozmikus mértékkel egy kőhajításnyira, mindössze 32 fényévre van a Földtől. A kutatók, akik a NASA nemrég nyugdíjazott infravörös Spitzer-űrtávcsövének adatait és több rádióteleszkóp méréseit használták fel, úgy számolják, hogy a bolygón 2293 kilométeres óránkénti sebességgel fújnak a szelek. Összehasonlításképpen a Neptunusz légkörében fújnak a leggyorsabb szelek a Naprendszerben: a sebességük akár 2000 km/h is lehet.

Művészi illusztráció egy barna törpéről. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A szélsebesség mérése a Földön azt jelenti, hogy megmérjük, milyen sebességgel mozog gáznemű légkörünk a bolygó szilárd felszínéhez viszonyítva. A barna törpék azonban szinte kizárólag gázból állnak, így a „szél” itt egy kissé mást jelent. A barna törpe felső rétegeiben a gáz egy része szabadon mozoghat. Ha azonban lejjebb megyünk, akkor a nyomás olyan nagy lesz, hogy a gáz úgy viselkedik, mint egyetlen, szilárd gömb. Ezt tekinthetjük az égitest magjának. Ahogy ez a belső réteg forog, magával vonja a felső rétegeket – a légkört, így a kettő majdnem teljes szinkronban mozog.

A barna törpék tömege sokkal nagyobb a bolygók tömegénél, a csillagokénál azonban kisebb. Általában tömegük a Jupiter tömegének 13–80-szorosa. Egy barna törpe akkor válik csillaggá, ha a magjában annyira megnő a nyomás, hogy beindul a nukleáris fúzió. (Forrás: NASA/JPL-Caltech)

A kutatók a barna törpe légkörének és az égitest magjának sebessége közötti apró különbséget mérték meg. Mivel légkörének hőmérséklete 600 Celsius-fok, ez a barna törpe jelentős mennyiségű infravörös sugárzást bocsát ki. Ráadásul elég közel van a Földhöz, így a Spitzer-űrtávcső észlelhette, amint az égitest légkörének felismerhető részletei elmozdulnak. A kutatócsoport ezeket a részleteket használta a légkör sebességének méréséhez.

A barna törpe magjának forgási sebességét az égitest mágneses terének segítségével határozták meg. Egy nemrég közzétett felfedezés szerint a barna törpék belső magja erős mágneses teret hoz létre. Ahogy az égitest forog, a mágneses tér felgyorsítja a töltött részecskéket, azok így rádióhullámokat generálnak, amelyeket a kutatók az új-mexikói VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) rádiótávcső-hálózat segítségével észleltek.

A mostani tanulmány az első, amelyben egy barna törpén összehasonlító módszerrel mérték meg a szélsebességet. Hogy megtudják, mennyire volt pontos a mérés, a kutatócsoport a Jupiter infravörös és rádiócsillagászati megfigyelésein is tesztelte a módszert. A Jupiter szintén főleg gázból áll, és fizikai szerkezete hasonló egy kisebb barna törpéhez. A kutatók olyan adatokat használtak a Jupiter légköre és magja forgási sebességének összehasonlításához, amelyek a sokkal távolabbi barna törpe esetében elérhetőek voltak. Ezután a számításokat ellenőrizték a Jupitert közelről megvizsgáló űrszondák részletesebb adatainak segítségével, amelyek igazolták, hogy a módszer a barna törpe vizsgálatánál is megállja a helyét.

Már korábban is használták a Spitzer-űrtávcsövet annak megállapítására, hogy van-e szél exobolygókon és barna törpéken. Ezt a légkörük infravörös sugárzásának intenzitásában észlelt eltérések vizsgálatával tudták megtenni. Az Európai Déli Obszervatórium (ESO) egyik chilei távcsövén működő HARPS spektrográffal pedig közvetlen szélsebesség-méréseket is végeztek egy távoli bolygón.

Az új tanulmány azonban az első közvetlen összehasonlítás, amely egy barna törpe magjának és légkörének sebességén alapul. A módszer a kutatók szerint más barna törpék és óriásbolygók esetében is alkalmazható, ha megfelelőek a körülmények.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás