天文学家解释了棕色矮人的不同焕发

时间：2021-07-03 07:52:03 来源：

这位艺术家的概念显示了一个带有云带的棕色矮人，被认为是在海王星和其他外部行星上看到的那些。学分：NASA / JPL-加州理工学院

使用来自美国宇航局的Spitzer Space Telescope的数据，天文学家揭示了随着时间的推移随着时间的推移而随着时间的推移而变化的辉光可以解释斑驳的云带。

昏暗的物体称为棕色矮人，比太阳更大的大量，而不是木星，有强大的风和云 - 具体而言，热斑云由铁液滴和硅酸盐灰尘制成。科学家最近意识到这些巨大的云可以令人惊讶地移动和变厚或稀疏，在少于地球日，但不明白为什么。

现在，研究人员有一个新的模型，用于解释云在棕色矮人的形状如何，使用来自美国宇航局的斯皮特利克空间望远镜的见解。巨型浪潮导致棕色矮人大气中的颗粒的大规模运动，改变了硅酸盐云的厚度，研究人员在杂志中报告。该研究还提出这些云在狭窄到不同纬度的乐队中组织，以不同的频段的不同速度行进。

“这是我们第一次见到棕色矮人的大气乐队和波浪，”在亚利桑那大学的天文学和行星科学副教授的领先作者Daniel Apai表示，在图森大学。

就像地球的海洋一样，不同类型的波浪可以在行星大气中形成。例如，在地球的大气中，很长的波浪将冷空气与极地区域混合到中期纬度，这通常导致云形成或消散。

本研究中棕色矮人云的分布和动作与木星，土星，天王星和海王星的那些更相似。海王星也有云层结构，也遵循带状道路，但它的云是由冰制成的。在NASA的开放式航天器中的海王星观察，在其K2任务中运作，在这个星球和棕色矮人之间的比较中非常重要。

“棕色矮人的大气风似乎更像是木星的熟悉常规模式的皮带和区域，而不是太阳和许多其他明星看到的混乱大气沸腾，”美国宇航局的加州硅的艾米斯研究中心在美国宇航局的Ames研究中心进行了研究谷。

棕色矮人可以被认为是失败的恒星，因为它们太小而无法熔化核心中的化学元素。它们也可以被认为是“超级行星”，因为它们比木星更巨大，但直径大致相同。像气体巨头行星一样，棕色矮人主要由氢气和氦气制成，但它们通常与任何行星系统分开。在使用Spitzer的2014年研究中，科学家发现棕色矮人通常具有大气暴风雨。

由于它们与巨大的外延网相似，棕色矮人是窗户进入我们自己的行星系统。学习棕色矮人比行星更容易，因为它们往往没有遮挡它们的明亮宿主明星。

“很可能是我们在棕色矮人中发现的带状结构和大型大气波也将是巨大的外延上的常见的，”Apai说。

使用Spitzer，科学家监测亮度在六个棕色矮人的变化超过一年以上，观察它们中的每一个都旋转32次。作为棕色矮人旋转，其云层进出望远镜看到的半球，导致棕色矮人的亮度变化。科学家们分析了这些亮度变化，以探索硅酸盐云如何分布在棕色矮人中。

研究人员一直期待这些棕色矮人对高压区域引起的椭圆形风暴类似于木星的伟大红斑。巨大的红点已经存在于木星数百年的数百年并变化非常缓慢：这种“斑点”无法解释科学家在观察这些棕色矮人时看到的亮度的快速变化。棕色矮星的亮度水平在地球日的过程中显着变化。

为了了解亮度的起伏，科学家必须重新思考他们对棕色矮人大气中发生的事情的假设。解释变化的最佳模型涉及大波浪，通过不同时期的大气传播。这些波将使云结构在不同频带中以不同的速度旋转。

亚利桑那大学研究员Theodora Karalidi使用超级计算机和新的计算机算法来创建云在这些棕色矮人上旅行的地图。

“当两波浪的峰值被偏移时，在当天的过程中有两点最大亮度，”卡拉多利说。“当波浪同步时，你得到一个大峰，使棕色矮人与单波一样明亮。”

结果解释了先前锯的令人费解的行为和亮度变化。下一步是尝试更好地了解导致驱动云行为的波浪的原因。

出版物：D. Apai，等，“地区，斑点和行星级波在棕色矮人大气中跳动，”2017年8月18日科学：卷。 357，第6352页，第683-687页; DOI：10.1126 / science.aam9848

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