Stormfulde stjerner? Spitzer sonderer vejr på brune dværge

(Phys.org) —NASAs Spitzer-rumteleskop har afsløret, at brune dværge, ofte kaldet fejlslagne stjerner, har vejrsystemer – svarende til vejret på Jorden – med turbulente skyer og vinde.

Observationerne afslørede en jordlignende rotationshastighed for mindst én brun dværg og giver vigtige fingerpeg om, hvordan skyer og nedbør kondenserer i køligere atmosfærer, såsom dem fra planeter, der kredser om andre stjerner.

"Vi ser stærke ligheder og en masse fælles adfærd mellem brune dværge og planeter," sagde Michael Cushing fra University of Toledo i Ohio, hovedforfatter til et papir, der beskriver resultaterne i Astrophysical Journal.

Brune dværge er mærkelige kugler, der ikke helt klarer snittet for at blive betragtet som fuldgyldige stjerner, som sammensmelter brintatomer i deres kerner. Selvom de er meget større end planeter - og de danner mere som stjerner end planeter - er brune dværge ikke helt store nok til at engagere sig i kernefusion og ender som udbrændte aske.

Omtrent på størrelse med Jupiter, men mellem 50 og 75 gange så massiv, har brune dværge temperaturer og overfladetyngdekrafter mellem stjerner og planeter. Deres mellemtemperaturer og egenskaber giver disse stjernewannabes en særlig rolle som "benchmark"-objekter til at bygge bro over kløften i forståelsen af, hvordan stjerner dannes i den ene ende, og planeter dannes i den anden.

Ved at studere genstande, der passer til denne regning - såkaldte ultracool dværge - opdagede Spitzer-holdet skymønstre og dynamikker, der var analoge med dem, der blev set på Jorden. Forskerne gjorde disse opdagelser ved at studere vejrmønstre på adskillige ultracool dværge, alle placeret inden for 20 til 50 lysår fra Jorden.

Et centralt kendetegn, der ligner Jupiters, er, at de brune dværge udviste store, lyse skytræk, der varede ved i flere visningsperioder, hvilket tyder på, at deres hurtige rotationshastigheder fordeler skyerne ensartet over deres overflader. De store skytræk antyder, at atmosfærerne er ekstremt dynamiske, ligesom Jordens, og at varmefordelingsmekanismerne ligner processer, der transporterer energi i Jordens atmosfære.

Der blev taget observationer af seks brune dværge med et infrarødt kamera ombord på Spitzer. Infrarødt lys gjorde det muligt for holdet at kigge gennem de slørende lag af støv, der omgiver disse objekter, og hjalp med at afsløre deres atmosfærer og skydække.

"Vi kan tydeligt se, at atmosfæren er meget dynamisk og udvikler sig på time-til-dag tidsskalaer, ligesom vejret," sagde Cushing.

Spitzer-holdet fandt også tegn på pletvis skyer og nedbør, som kan være ansvarlige for at skabe mørke striber eller huller i skydækket. Disse funktioner ligner konvektiv skysystemer set i atmosfæren på planeter i hele vores solsystem.