Można obserwować pogodę poza Układem Słonecznym

Obserwacja pogody poza Układem Słonecznym jest możliwa. Naukowcy z Trinity College Dublin (Irlandia) opracowali skuteczny sposób na badanie zmieniających się wzorców pogodowych na odległych obiektach kosmicznych – informuje pismo „Astronomy and Astrophysics”.

Odległy o 20 lat świetlnych od Ziemi i dobrze zbadany brązowy karzeł SIMP 0136 został wcześniej powiązany ze zjawiskami przypominającymi zorzę polarną. Brązowy karzeł to obiekt pośredni pomiędzy planetą a gwiazdą, który ma zbyt małą masę, aby w jego wnętrzu zachodziła fuzja wodoru w hel. Jest większy i gorętszy niż gazowy olbrzym, ale nie na tyle masywny, by świecić jak gwiazda. W jego atmosferze dominują ogromne, szybko zmieniające się układy chmur. Pod tym względem przypomina ekstremalną wersję Jowisza. Dzięki swojej metodzie naukowcy z Dublina odkryli, że pogoda na SIMP 0136 jest w dużej mierze kształtowana przez dwa dominujące procesy: zmiany temperatury i pionową strukturę jego chmur.

Korzystając z wykonanych w roku 2023 obserwacji z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) NASA, zespół zastosował technikę statystyczną zwaną Analizą Głównych Składowych (PCA), aby śledzić zmiany światła obiektu podczas jego obrotu. PCA upraszcza złożone dane, identyfikując główne wzorce, które zmieniają się jednocześnie w trakcie obserwacji.

W omawianym badaniu te dominujące wzorce są powiązane ze zmianami pogodowymi w atmosferze brązowego karła, co pozwoliło na ich odróżnienie od mniejszych fluktuacji i losowego „szumu” w danych. Udało się analizować niewielkie zmiany jasności obiektu o masie planetarnej podczas jego obrotu dzięki wyjątkowej czułości instrumentów JWST.

Zaobserwowane zmiany dotyczące brązowego karła można wyjaśnić trzema powtarzającymi się stanami pogody, które naprzemiennie pojawiają się i znikają z pola widzenia, tworząc mozaikę cieplejszych obszarów o cieńszych chmurach, obok chłodniejszych obszarów z grubszymi, pionowo rozciągniętymi chmurami.

Uzyskane wyniki sugerują, że pomimo pozornej złożoności, atmosfera SIMP 0136 nie reorganizuje się losowo, ale zachowuje w niezwykle uporządkowany sposób.

Zrozumienie pogody na obiektach takich jak SIMP 0136 ma naukowe znaczenie, ponieważ brązowe karły stanowią unikalne laboratorium do badania fizyki atmosfer gigantycznych egzoplanet. W przeciwieństwie do większości egzoplanet można je obserwować bezpośrednio, co pozwala astronomom testować teorie dotyczące formowania się chmur, cyrkulacji atmosferycznej i transportu ciepła w ekstremalnych warunkach.

Zdaniem autorów badań zastosowanie tej techniki do szerokiej gamy brązowych karłów i olbrzymich egzoplanet powinno pomóc lepiej zrozumieć różnorodne układy pogodowe kształtujące światy położone daleko poza Układem Słonecznym. Poznanie zjawisk pogodowych na odległych planetach dostarcza wielu informacji o ich atmosferach i składzie chemicznym, co stanowi istotny krok w kierunku identyfikacji światów, na których potencjalnie mogłoby istnieć życie.

PAP