Gestreifter Brauner Zwerg sieht Jupiter sehr ähnlich


Vor kurzem haben wirhat dir gezeigtein cooles neues Direktbild eines Braunen Zwergs, eines Objekts in der Mitte zwischen einem Planeten und einem Stern. Aber dieses Bild zeigt nicht die Oberflächenmerkmale des Braunen Zwergs. Kein vorhandenes Bild tut dies. Diese Objekte sind zu weit weg – und zu dunkel – um sich auf diese Weise zu offenbaren. Jetzt aber die Oberflächenerscheinung eines Braunen Zwergshatvon Forschern aufgedeckt worden. Die neue Studie weist auf Bänder und Streifen in der Atmosphäre von Luhman 16B hin – einem von zwei Objekten imLuhman 16binäres Braunes Zwergsystem – die der Erde am nächsten bekannten Braunen Zwerge mit nur 6,5Lichtjahre. Wissenschaftler sagten, dass ihre neue Technik zum Aufdecken der Streifen und Bänder auf Luhman 16B eines Tages auch bei der Kartierung von Oberflächenmerkmalen auf erdähnlichen Planeten in fernen Sonnensystemen nützlich sein wird. Jetztdaswäre was zu sehen!

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In unserem Sonnensystem tragen die Gasriesenplaneten Jupiter und Saturn sowohl Streifen als auch Bänder. Wissenschaftler hatten sich gefragt, ob Braune Zwerge solche Streifen hatten. Oder würde ihre Atmosphäre chaotischer erscheinen? Basierend auf der Studie von Luhman 16B glauben sie, dass zumindest einige Braune Zwerge gebänderte Atmosphären haben.

Als AstronomDaniel Apaian der University of Arizona – Erstautor der neuen Studie –sagte in einer Erklärung:

Wir fragten uns, ob Braune Zwerge wie Jupiter aussehen, mit seinen regelmäßigen Gürteln und Bändern, die von großen, parallelen Längsstrahlen geformt werden? Oder werden sie von einem sich ständig ändernden Muster gigantischer Stürme beherrscht, die als Wirbel bekannt sind, wie sie an den Polen des Jupiter zu finden sind?

Die Forscherveröffentlichtdaspeer-reviewedstudieren inDas Astrophysikalische Journalam 7. Januar 2021.




Die Ergebnisse bieten einen neuen Einblick in diese mysteriösen Welten, die zu massiv sind, um als Planeten angesehen zu werden, aber nicht massiv genug, um ihren Kernbrennstoff zu entzünden, um Sterne zu werden. Und während es scheint, dass Braune Zwerge vielleichtaussehenÄhnlich wie Gasriesenplaneten sind sie zumindest in einigen Fällen immer noch keine Planeten. Sie sind ihre eigenen einzigartigen kosmischen Objekte.

Ein heller zentraler Klecks mit einer Einfügung, die es

Größer anzeigen. | WISE-Bild des Braunen Zwerg-Doppelsystems Luhman 16, das mit etwas mehr als 6 Lichtjahren der Erde am nächsten ist. Dies ist das drittnächste bekannte System unserer Sonne (nach dem Alpha Centauri-System und Barnards Stern). Im Einschub wird das System in ein Paar aufgelöst. Aber für dieses Braune-Zwerg-System oder ein anderes werden keine Oberflächenmerkmale offenbart. Bild überNASAWeitfeld-Infrarot-Umfrage-Explorer (WEISE).

Apai und seine Kollegen stellten fest, dass Luhman 16B aussiehtvielwie Jupiter. Hochgeschwindigkeitswinde strömen parallel zu seinem Äquator, genau wie Windmuster auf dem Gasriesen. Diese Winde tragen dazu bei, die Atmosphäre zu mischen und die Wärme, die aus tieferen Schichten stammt, umzuverteilen. Die Forscher fanden auch heraus, dass es an den Polen des Braunen Zwergs wirbelartige Stürme gibt, ähnlich denen, die wir auf Jupiter sehen. Während die Wissenschaftler nicht genau wussten, wie die Atmosphären von Braunen Zwergen aussehen würden, hatten einige Computermodelle größtenteils ein Aussehen vorhergesagt, das dem auf Luhman 16B ziemlich ähnlich war. Apai sagte:

Windmuster und großräumige atmosphärische Zirkulation haben oft tiefgreifende Auswirkungen auf die planetarische Atmosphäre, vom Erdklima bis zum Erscheinen des Jupiter, und jetzt wissen wir, dass solche großräumigen atmosphärischen Jets auch die Atmosphären des Braunen Zwergs formen.


Zu wissen, wie die Winde in einem der am besten untersuchten und engsten Braunen Zwerge wehen und Wärme verteilen, hilft uns, das Klima, die Temperaturextreme und die Entwicklung von Braunen Zwergen im Allgemeinen zu verstehen.

Ein bunter Strudel, umgeben von wirbelnden Mustern und Textanmerkung.

Dies ist ein Abschnitt der Atmosphäre des Jupiter. Jupiter – der größte Planet unseres Sonnensystems – wird von globalen Winden dominiert, was ihm ein gebändertes Aussehen verleiht. Aber Jupiter hat auch lokalisierte Wirbel, riesige Stürme, an seinen Polen. Forscher wollten schon lange wissen, ob Braune Zwerge – Objekte in der Mitte der Masse zwischen Jupiter und einem Stern –sahwie Jupiter, mit einer gestreiften oder gebänderten Atmosphäre. Oder würden Braune Zwerge eher wie unsere Sonne aussehen, mit einer chaotischen Atmosphäre? Siehe das Bild unten.

Eine Kugel mit braunen und schwarzen Streifen darum herum, mit Textanmerkung.

Wie Jupiter scheint die Atmosphäre von Luhman 16B von globalen Winden dominiert zu werden. Mit anderen Worten, dieser Braune Zwerg hat Streifen und Bänder in seiner Atmosphäre, wie Jupiter. Dieses Bild ist ein Videostill aus dem Video oben. Sehen Sie sich dieses Video an, um all die erstaunlichen Details in der Atmosphäre von Luhman 16B zu sehen, die durch Datenanalysen von Wissenschaftlern der University of Arizona abgeleitet wurden.

Braune Zwergoberflächen sind nicht direkt zu sehen. Sie sind zu dunkel und zu weit weg, um sich auf diese Weise zu offenbaren. Wie haben Apai und sein Team herausgefunden, wie Luhman 16B aussieht?


Sie verwendeten neu entwickelteAlgorithmenentwickelt für den Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA (TESS), um die Helligkeitsmuster der beiden nächsten bekannten Braunen Zwerge, Luhman 16A und Luhman 16B, zu messen, nur 6,5 Lichtjahre von der Erde entfernt und beide ungefähr so ​​groß wie Jupiter (aber noch viel mehr).festals Jupiter). Luhman 16A hat ungefähr die 34-fache Masse des Jupiter und Luhman 16B hat ungefähr das 28-fache der Masse des Jupiter. Luhman 16B ist auch etwa 1.500 Grad Fahrenheit (830 Grad Celsius) heißer als unsere Sonne (aber immer noch nicht heiß genug, um ein Stern zu sein). Wie Apai erklärte:

Das Weltraumteleskop TESS, obwohl für die Jagd nachextrasolare Planeten, lieferte auch diesen unglaublich reichhaltigen und aufregenden Datensatz über den uns am nächsten gelegenen Braunen Zwerg. Mit fortschrittlichen Algorithmen, die von Mitgliedern unseres Teams entwickelt wurden, konnten wir sehr genaue Messungen der Helligkeitsänderungen während der Rotation der beiden Braunen Zwerge erhalten. Die Braunen Zwerge werden heller, wenn hellere atmosphärische Regionen in die sichtbare Hemisphäre übergehen und dunkler, wenn diese außer Sicht geraten.

Lächelnder Mann mit Brille und kariertem Hemd.

Daniel Apai, außerordentlicher Professor für Astronomie und Planetenwissenschaften an der University of Arizona, der die neue Studie leitete. Bild überUniversität von Arizona.

Obwohl TESS oder jedes andere existierende Teleskop Braune Zwerge nicht im Detail sehen kann, ist die Helligkeit der Braunen Zwergekanngemessen werden, was Hinweise auf ihr Aussehen gibt. Apai sagte:

Kein Teleskop ist groß genug, um detaillierte Bilder von [Exo-]Planeten oder Braunen Zwergen zu liefern. Aber indem man misst, wie sich die Helligkeit dieser rotierenden Objekte im Laufe der Zeit ändert, ist es möglich, grobe Karten ihrer Atmosphären zu erstellen, eine Technik, die in Zukunft auch verwendet werden könnte, um erdähnliche Planeten in anderen Sonnensystemen zu kartieren, die sonst möglicherweise wären schwer zu sehen sein.

Und das ist spannend, nicht wahr?

Im Fall von Luhman 16B konnten die Forscher Daten aus mehreren Rotationen des Braunen Zwergs sammeln. Dies und auch die Tatsache, dass TESS nicht durch Tageslicht behindert wird, ermöglichte den Wissenschaftlern den bisher detailliertesten Blick auf die Atmosphäre eines Braunen Zwergs.

Es ist ein vorläufiger, aber faszinierender Blick auf diese bizarren Objekte. Diese neue Methode wird es Astronomen ermöglichen, die Atmosphären anderer Brauner Zwerge sowie Gasriesen-Exoplaneten genauer zu beobachten, so Apai:

Unsere Studie bietet eine Vorlage für zukünftige Studien ähnlicher Objekte zur Erforschung – und sogar Kartierung – der Atmosphären von Braunen Zwergen und riesigen extrasolaren Planeten, ohne dass Teleskope erforderlich sind, die leistungsstark genug sind, um sie visuell aufzulösen.

Vier verschieden große, beschriftete Globen, von groß bis klein, mit winziger Erde zum Größenvergleich.

Braune Zwerge sind einzigartige Objekte, zu massiv, um als Planeten angesehen zu werden, aber nicht massiv genug, um Sterne zu werden. Die meisten sind ungefähr so ​​groß wie Jupiter, aber viel massiver. Bild über NASA/JPL-Caltech/UCB/Institut für Exoplanetenforschung.

Die Möglichkeit, diese Welten auf diese Weise zu „sehen“, wird Astronomen helfen, besser zu verstehen, wie sowohl Braune Zwerge als auch Gasriesen-Exoplaneten entstehen und sich entwickeln. Diese Daten zeigen auch, inwiefern diese Objekte ähnlich sind und wie sie sich unterscheiden. Wie wir bei Luhman 16B gesehen haben, mögen sie mit ihrer gebänderten Atmosphäre äußerlich ziemlich ähnlich aussehen, aber wie sieht es tiefer aus? Sind ihre Zusammensetzungen ähnlich oder deutlich unterschiedlich?

Im Mai 2020 nutzen Astronomen dieSehr großes Teleskopin Chile fand heraus, dass der Begleiter von Luhman 16B, Luhman 16A,hat auch eine gebänderte Atmosphäre, allerdings mit weniger, aber breiteren Streifen. Damals dachte man, dass Luhman 16B lückenhafte Wolken hatte, aber jetzt zeigt die neue Studie, dass es auch gebändert ist und wahrscheinlich mehr Bänder als Luhman 16A hat, wodurch es noch mehr wie Jupiter aussieht als sein Begleiter.

Fazit: Neue Beobachtungen des nächstgelegenen bekannten Braunen Zwergs zeigen, dass er Jupiter sehr ähnlich sieht, mit Bändern starker Jetstreams in seiner Atmosphäre.

Quelle: TESS Observations of the Luhman 16 AB Brown Dwarf System: Rotationsperioden, Lichtkurvenentwicklung und zonale Zirkulation*

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