Pieskové oblaky v atmosfére hnedých trpaslíkov

  • Valentín Korinek | 13 September 2022
    Galaxie a hlboký vesmír
Hnedé trpaslíky majú oblaky zložené z pieskových minerálov, ktoré rastú a vyvíjajú sa počas života trpaslíka. (JPL-Caltech/NASA)
V niektorých mimozemských atmosférach môžu kondenzovať, rásť a miznúť oblaky piesku. Nový pohľad na staré údaje ukazuje, že oblaky vytvorené z horúcich silikátových minerálov sú bežné v objektoch známych ako hnedé trpaslíky.

Oblaky v atmosférach sú v našej slnečnej sústave dosť rôznorodé. Počnúc od zemských oblakov vodnej pary až po Jupiterove atmosférické pásy plné čpavku. No na iných telesách mimo slnečnej sústavy bola priamo detegovaná prítomnosť pieskových vrstiev, konkrétne v atmosférach *hnedých trpaslíkov.

V roku 2004 astronómovia použili Spitzerov vesmírny teleskop NASA na pozorovanie hnedých trpaslíkov a škvrnitých spektrálnych podpisov piesku - presnejšie zŕn silikátových minerálov ako je kremeň a olivín. V rokoch 2006 a 2008 bolo zaznamenaných niekoľko ďalších predbežných príkladov pieskových oblakov.

Pokiaľ by ste sa nachádzali v jednom z týchto oblakov, cítili by ste sa ako v piesočnej búrke a ak by ste si z tohto oblaku chceli niečo vziať, narazili by ste na horúci piesok.

V čase kedy pracoval Spitzer, bolo nájdených šesť príkladov týchto silikátových oblakov. Teoreticky by hnedé trpaslíky s takouto piesočnatou oblohou mohlo byť viac, avšak v roku 2009 sa časti Spitzerovho teleskopu minulo chladivo a už nebolo možné zmerať chémiu podobných oblakov.

Zatiaľ čo jedna skupina vedcov skúmala archivované údaje zo Spitzera pre iný projekt, uvedomili si, že existujú nepublikované alebo neanalyzované údaje o desiatkach hnedých trpaslíkov. Preto analyzovali všetky hviezdy s nízkou hmotnosťou a hnedé trpaslíky, ktoré Spitzer kedy pozoroval, celkovo 113 objektov, z ktorých 68 nebolo nikdy predtým publikovaných.

No nie každý hnedý trpaslík vo vzorke vykazoval silné známky silikátových oblakov. Spoločne však hnedé trpaslíky vykazovali jasný trend. Pre tieto trpaslíky a hviezdy s nízkou hmotnosťou, ktoré sú teplejšie ako 1700 °C, kremičitany existujú ako para a objekty nevykazujú žiadne známky oblakov. Ale pod touto teplotou sa začnú objavovať známky oblakov, ktoré sú najhustejšie v okolí teploty 1300 °C. Pri hnedých trpaslíkoch, ktoré sú chladnejšie ako 1000 °C, mraky nedetegujeme, pretože sa ponárajú hlboko do atmosféry.

Pozorovania potvrdzujú predchádzajúce podozrenia, že silikátové oblaky sú rozšírené a odhaľujú podmienky, za ktorých vznikajú. Keďže sa hnedé trpaslíky rodia za tepla a časom sa ochladzujú, väčšina z ich atmosfér by mala počas starnutia hnedého trpaslíka prejsť každou fázou vývoja piesočného oblaku. Budúci výskum môže extrapolovať výsledky, aby sme lepšie porozumeli atmosfére na planétach, ako je Jupiter a jemu podobné exoplanéty.

Nedávno vypustený vesmírny teleskop Jamesa Webba bude tiež študovať chémiu atmosféry v exoplanétach a hnedých trpaslíkoch a bude skúmať takéto oblaky.

*Hnedý trpaslík
je substelárny objekt, ktorý nevyžaruje energiu vďaka termonukleárnym reakciám ako hviezdy hlavnej postupnosti, ale má plne vodivý povrch a vnútro. V jeho jadre prebieha po určitú dobu nukleosyntéza deutéria, ale teplota a tlak nie sú postačujúce na to, aby mohla prebehnúť aj nukleosyntéza ľahkého vodíka. Hnedý trpaslík vyžaruje vlastné rádiové a infračervené, niekedy aj viditeľné svetlo s najdlhšími vlnovými dĺžkami (červené svetlo). Vzniká z protohviezdy, ktorá nemá dostatočnú hmotnosť na začatie termonukleárnych reakcií. Niekedy sa pojem hnedý trpaslík používa aj na chladnúceho bieleho trpaslíka, v tejto súvislosti sa s ním však možno stretnúť len zriedkavo. Hnedý trpaslík vzniknutý z protohviezdy sa považuje za prechod medzi planétou a hviezdou. Niekedy sa označuje za hviezdu spektrálneho typu L, T alebo Y. Jeho hmotnosť sa pohybuje medzi 13-násobkom hmotnosti Jupitera a 0,08 násobkom hmotnosti Slnka.

(zdroj:www.sciencenews.org)