Naukowcy wykryli bowiem zmiany w sygnaturach chemicznych tlenku węgla i fosfiny, a dodatkowo znaleźli dowody wskazujące na obecność niejednorodnych chmur wodnych. WISE 0855 stanowi przy tym wyjątkowo chłodny obiekt podgwiazdowy, którego temperatura wynosi około około minus 8 stopni Celsjusza. Choć jego temperatura jest zbliżona do warunków panujących na powierzchni Ziemi, nie oznacza to, że mamy do czynienia ze światem podobnym do naszej planety. Brązowe karły różnią się od zwykłych gwiazd przede wszystkim tym, że nie osiągają warunków niezbędnych do podtrzymywania stabilnej fuzji wodoru w jądrze.
Zespół badawczy wykorzystał instrument NIRSpec znajdujący się na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, aby przeanalizować widmo WISE 0855 w podczerwieni. Obserwacje trwały 11 godzin, a kolejne pomiary odbywały się co 15 minut. Badany zakres długości fal wynosił od 2,87 do 5,27 mikrometra.
Tak szczegółowe śledzenie pozwoliło śledzić zmiany jasności przy poszczególnych długościach fal i oddzielić sygnały związane z temperaturą, składem chemicznym oraz obecnością chmur. To istotne, ponieważ atmosfery chłodnych brązowych karłów są złożonymi układami, w których składniki chemiczne i kondensujące substancje wpływają na obserwowane promieniowanie.
Najwyraźniejsze zmiany w zarejestrowanym widmie wiązały się z absorpcją promieniowania przez tlenek węgla. W niektórych zakresach długości fal różnica między maksymalnym a minimalnym sygnałem sięgała 10 procent. Analiza statystyczna wykazała również korelację między zmianami sygnatur tlenku węgla i fosfiny.
Zależność ta sugeruje, iż oba związki mogą wiązać się z procesami zachodzącymi na podobnych poziomach atmosfery. Według badaczy zmienność ich zawartości wiąże się z mechanizmem określanym jako zamrożenie składu chemicznego. Dochodzi do niego, gdy reakcje chemiczne nie nadążają za zmianami warunków podczas transportu gazu między różnymi warstwami atmosfery. W rezultacie skład mieszaniny może odbiegać od tego, którego należałoby oczekiwać na podstawie lokalnej temperatury i ciśnienia.
Czytaj też: Jak Feniks z popiołów. Ta planeta narodziła się w szalonych okolicznościach
Jednym z najważniejszych rezultatów badania są dowody wskazujące na obecność niejednorodnych chmur wodnych w atmosferze WISE 0855. Porównanie obserwowanego widma z modelami atmosferycznymi i struktury obiektu sugeruje, jakoby grubość tych chmur zmieniała się w przestrzeni lub czasie. Poza tym, zmienność chmur wodnych wydaje się związana z niższymi ciśnieniami, a więc z innymi warstwami atmosfery niż te, w których powstają obserwowane zmiany zawartości CO i PH₃. Oznacza to, że różne składniki atmosfery mogą ujawniać procesy zachodzące na odmiennych głębokościach.
Źródło: arXiv
