SIMP 0136, rychle rotující volně plující plynný obr o hmotnosti zhruba 13krát větší než Jupiter

Pomocí vesmírného teleskopu Jamese Webba monitorovali širokou část spektra infračerveného záření vyzařovaného SIMP 0136 během dvou otoček. Díky JWST byl tým schopen detekovat variace ve vrstvách oblačnosti, teplotě a chemii uhlíku, které byly dříve skryty. Výsledky poskytují zásadní trojrozměrný vhled do složitosti atmosfér plynných obrů v naší Sluneční soustavě i mimo ni.

Rychle rotující, volně plovoucí

SIMP 0136 je rychle rotující volně plující objekt bez mateřské hvězdy o hmotnosti zhruba 13krát větší než Jupiter. Nachází se v Mléčné dráze pouhých 20 světelných let od Země. I když není klasifikován jako obří plynná exoplaneta - neobíhá kolem hvězdy a patrně může být hnědým trpaslíkem - SIMP 0136 je ideálním cílem pro exo-meteorologii: Je to nejjasnější objekt svého druhu na severní obloze. A protože je osamocen, lze jej pozorovat přímo a bez obav z kontaminace světlem hostitelské hvězdy. A jeho krátká doba rotace, pouhých 2,4 hodiny, umožňuje provádět průzkum velmi efektivně.

Před pozorováním Webba byl SIMP 0136 rozsáhle studován nejen pomocí pozemních observatoří, ale také kosmickými teleskopy Spitzer Space Telescope a Hubble Space Telescope. Badatelé se domnívali, že může docházet k teplotním změnám, chemickým reakcím a možná i k polární aktivitě ovlivňující jasnost objektu. Aby tým mohl objekt studovat, potřeboval využít schopnost JWST měřit velmi přesně změny jasu v širokém rozsahu vlnových délek.

Tisíce spekter v infračervené oblasti

Pomocí NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) Webb pořídil záznamy tisíců spekter v rozsahu 0,6 až 5,3 mikronů - jedno spektrum každých 1,8 sekundy po dobu delší než tři hodiny, než objekt dokončil jednu plnou otočku. Okamžitě následovalo pozorování pomocí MIRI (střední infračervený přístroj), který shromáždil stovky měření světla v rozsahu 5 až 14 mikronů - jedno spektrum každých 19,2 sekund během příští otočky. Výsledkem byly stovky detailních světelných křivek, z nichž každá ukazovala změnu jasu konkrétní vlnové délky (barvy), jak se různé části objektu dostávaly do zorného úhlu.

Výzkumný tým si téměř okamžitě všiml, že existuje několik odlišných tvarů světelných křivek. Některé vlnové délky stále zjasňovaly, zatímco jiné slábly a nebo se příliš neměnily. Na variace jasu tak musí mít vliv řada různých faktorů. Představte si, že sledujete Zemi z velké dálky. Kdybyste se podívali na každou barvu zvlášť, viděli byste různé vzory, které vám něco vypovídají o jejím povrchu a atmosféře, přestože byste nedokázali rozeznat jednotlivé rysy. Modrá by zjasňovala, jak by se oceány natáčely do zorného pole. Změny v hnědé a zelené by vám řekly něco o půdě a vegetaci.

Nerovnoměrná oblačnost, horké skvrny a uhlíková chemie

Aby tým zjistil, co by mohlo způsobovat variabilitu na SIMP 0136, použil atmosférické modely. Potřebovali zjistit, z které části atmosféry jednotlivé vlnové délky světla pocházejí. Různé vlnové délky poskytují informace o různých částech atmosféry v různých hloubkách. Výzkumníci si uvědomili, že vlnové délky, které měly nejpodobnější tvary světelných křivek, byly emitovány ve stejných vrstvách, což posílilo myšlenku, že musí být způsobeny stejným mechanismem.

Jedna skupina vlnových délek například pochází z hloubi atmosféry, kde by mohly být nerovnoměrné mraky tvořené částicemi železa. Druhá skupina pochází z vyšších mraků, o kterých se předpokládá, že jsou tvořeny drobnými zrnky silikátových minerálů. Změny v obou těchto světelných křivkách souvisejí s nepravidelností vrstev těchto mraků.

Třetí skupina vlnových délek vzniká ve velkých výškách, daleko nad mraky, a zdá se, že sleduje teplotu. Jasné "horké skvrny" by mohly souviset s polárními zářemi, které byly dříve detekovány na rádiových vlnových délkách, nebo s výstupem horkého plynu z hlubokých vrstev atmosféry. Některé světelné křivky nelze vysvětlit ani mraky, ani teplotou, ale místo toho ukazují variace související s chemií uhlíku v atmosféře. Mohly by tam být kapsy oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého nebo chemické reakce způsobující změnu atmosféry.

• Zdroj: Webb exposes complex atmosphere of starless super-Jupiter

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.