|
Похожи ли супер-юпитеры на Юпитер
|
|
|
|
Используя изображения, полученные с космического телескопа Джеймса Уэбба (Webb), международная исследовательская группа, в которую входит Станимир Мечев из Western, нашла новые ответы на вопрос, как некоторые коричневые карлики формируют гигантские пылевые бури, что противоречит предыдущим предположениям. Эти бури могут выглядеть как знаменитое Большое красное пятно на Юпитере, но новое исследование, проведенное Шанхайским университетом Цзяо Тонг, показывает, что на самом деле они формируются совершенно по-другому. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
|
|
|
|
Коричневые карлики - это небесные объекты, масса которых больше, чем у планеты-гиганта, но меньше, чем у маленькой звезды. Не способные поддерживать синтез водорода в своих ядрах, они охлаждаются после образования. Через миллиарды лет они достигают низких температур, становясь очень похожими на планеты-гиганты.
|
|
|
|
Некоторые коричневые карлики в 10 раз тяжелее Юпитера, поэтому их иногда называют "супер-юпитерами". Поскольку они напоминают планеты-гиганты и демонстрируют сильную активность в области космической погоды, они являются отличными тестовыми аналогами для изучения того, как ведут себя атмосферы гигантских экзопланет (планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от нашего Солнца).
|
|
|
|
"Астрономы обычно предполагают, что коричневые карлики ведут себя как Юпитер, с сильными полосами между востоком и западом и стабильными штормами, формирующими их небо", – сказал Мечев, профессор физики и астрономии. "Наше исследование опровергает эту идею, предполагая, что некоторые из этих миров все-таки не повторяют модель Юпитера. Моделируя изменение структуры свечения супер-Юпитера, мы показываем, что его атмосфера может циркулировать принципиально иным образом".
|
|
|
|
|
|
|
Результаты основаны на предыдущих исследованиях коричневого карлика
|
|
|
|
За последнее десятилетие Мечев и его команда установили распространенность атмосферных бурь на коричневых карликах, а совсем недавно - повсеместное присутствие пылевых (или "песчаных") облаков на теплых коричневых карликах, таких как VHS 1256B, который изучался в последнем исследовании. Ранее Мечев объединился с Сянью Танем, старшим автором нового исследования и научным сотрудником Т.Д. Ли из Шанхайского университета Цзяо Тонг, и другими учеными для проведения исследования, в ходе которого были проведены наблюдения Уэбба, которые непосредственно выявили пыль в облаках этого супер-Юпитера.
|
|
|
|
Предыдущее исследование показало, что VHS 1256B характеризуется чрезвычайно высокой "изменчивостью с большой амплитудой", что означает, что его воспринимаемая яркость значительно увеличивается и уменьшается с течением времени. Такая разница в яркости обычно сигнализирует о драматических атмосферных явлениях, таких как гигантские пыльные бури, которые были обнаружены в настоящее время.
|
|
|
|
Основываясь на этих результатах, Тан, Мечев и их коллеги смоделировали атмосферу VHS 1256B, чтобы она соответствовала ее изменчивости с большой амплитудой, и сравнили эту новую модель с данными наблюдений Webb. Имитационная модель показывает, что изменчивость VHS 1256B вызвана совершенно иными причинами, чем у Юпитера, и вызвана крупномасштабными экваториальными волнами.
|
|
|
|
Эти волны, возникающие из-за температурного дисбаланса, когда облака вблизи экватора нагревают атмосферу, вызывают крупные пыльные бури, перемещающиеся с востока на запад. Это явление, известное как "обратная связь между излучением облаков", объясняет как сильные изменения яркости, наблюдаемые на VHS 1256B, так и медленные, долговременные сдвиги кривой блеска, вызванные пыльными бурями, которые перемещаются и меняются с течением времени.
|
|
|
|
"Был предложен механизм обратной связи между облаками и излучением, но для того, чтобы модель была действительно проверена, она должна выдержать проверку наблюдениями, что, возможно, даже сложнее, чем предложить саму теорию", - сказал Тан. "К счастью, успешные сравнения с наблюдениями VHS 1256B предоставили такую возможность, подтвердив возможность применения нового механизма циркуляции. Конечно, мы пока не можем полностью исключить другие потенциально важные механизмы".
|
|
|
|
Супер-Юпитеры: почему они такие разные?
|
|
|
|
Исследование также показывает, что такие супер-Юпитеры, как VHS 1256B, ведут себя совсем не так, как Юпитер, главным образом потому, что их атмосфера намного горячее и гораздо сильнее реагирует на излучение. Такая быстрая реакция создает крупномасштабные экваториальные волны и предотвращает образование множественных зональных полос (или колец), подобных Юпитеру, в то время как более холодная атмосфера Юпитера формирует эти кольца в результате более медленного турбулентного процесса.
|
|
|
|
"Механизм атмосферной циркуляции планет-гигантов долгое время был важным и нерешенным вопросом в планетологии", - сказал Си Чжан, профессор Калифорнийского университета в Санта-Крузе и ключевой сотрудник исследования. "Эти новые волновые динамические процессы на супер-Юпитерах дают нам уникальную возможность изучить наше фундаментальное понимание этой проблемы".
|
|
|
|
Источник
|
