Pensi che il tempo sia brutto quest'inverno qui sulla Terra? Prova ad andare in vacanza sul nano marrone Luhman 16B qualche volta.
Due studi usciti questa settimana dal Max Planck Institute for Astronomy con sede a Heidelberg, in Germania, offrono il primo sguardo alle caratteristiche atmosferiche di una nana marrone.
Una nana marrone è un oggetto substellare che colma il divario tra il pianeta ad alta massa a oltre 13 masse di Giove e una stella nana rossa a bassa massa a oltre 75 masse di Giove. Ad oggi, alcuni nani marroni sono stati fotografati direttamente. Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato la coppia nana marrone recentemente scoperta Luhman 16A e B. A circa 45 (A) e 40 (B) masse di Giove, la coppia è distante 6,5 anni luce e si trova nella costellazione Vela. Solo Alpha Centauri e la stella di Barnard sono più vicini alla Terra. Luhman A è una nana marrone di tipo L, mentre il componente B è un oggetto substellare di tipo T.
Altro sulla storia: leggi un resoconto "dietro le quinte" di come è stata fatta questa scoperta - dalla proposta al comunicato stampa.
"Precedenti osservazioni hanno dedotto che le nane brune hanno superfici screziate, ma ora possiamo iniziare a mapparle direttamente." Ian Crossfield del Max Planck Institute for Astronomy ha dichiarato nel comunicato stampa di questa settimana. "Quello che vediamo è presumibilmente una copertura nuvolosa irregolare, un po 'come vediamo su Giove."
Per costruire queste immagini, gli astronomi hanno usato una tecnica indiretta nota come imaging Doppler. Questo metodo sfrutta i piccoli spostamenti osservati mentre le funzioni rotanti si avvicinano alla nana bruna e si allontanano dall'osservatore. Le velocità Doppler delle caratteristiche possono anche suggerire le latitudini osservate, nonché l'inclinazione o l'inclinazione del corpo sulla nostra linea di vista.
Ma non avrai bisogno di una giacca, poiché i ricercatori misurano il tempo su Luhman 16B nella gamma di 1100 gradi Celsius, con una pioggia di ferro fuso in un'atmosfera prevalentemente a idrogeno.
Lo studio è stato condotto utilizzando lo spettrografo a infrarossi criogenico a infrarossi (CRIRES) montato sul Very Large Telescope da 8 metri basato sul complesso dell'osservatorio Paranal dell'European Southern Observatory (ESO) in Cile. CRIRES ha ottenuto gli spettri necessari per ricostruire la mappa dei nani marroni, mentre le misurazioni della luminosità di backup sono state eseguite utilizzando la videocamera astronomica GROND (Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector) fissata al telescopio da 2,2 metri presso l'ESO Osservatorio di La Silla.
La prossima fase delle osservazioni riguarderà l'imaging delle nane brune utilizzando lo strumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research), che sarà messo online nella struttura del Very Large Telescope entro la fine dell'anno.
E ciò potrebbe solo inaugurare una nuova era di funzionalità di imaging diretto su oggetti oltre il nostro sistema solare, compresi gli esopianeti.
“La cosa eccitante è che questo è solo l'inizio. Con le prossime generazioni di telescopi, e in particolare il telescopio europeo di 39 metri, vedremo probabilmente mappe di superficie di nani marroni più distanti - e, infine, una mappa di superficie per un giovane pianeta gigante ", ha affermato Beth Biller, un ricercatore in precedenza con sede presso il Max Planck Institute e ora con sede presso l'Università di Edimburgo. Lo studio di Biller sulla coppia è andato ancora più in profondità, analizzando i cambiamenti di luminosità a diverse lunghezze d'onda per scrutare la struttura atmosferica delle nane brune a varie profondità.
"Abbiamo imparato che le condizioni meteorologiche di queste nane brune sono piuttosto complesse", ha affermato Biller. "La struttura delle nuvole della nana marrone varia abbastanza fortemente in funzione della profondità atmosferica e non può essere spiegata con nuvole a strato singolo."
Il documento sulla mappa del modello meteorologico nano marrone esce oggi nel 30 gennaioesimo, Edizione 2014 di Natura sotto il titolo Mappatura di nuvole irregolari su un nano bruno nelle vicinanze.
La coppia nana marrone presa di mira nello studio è stata designata Luhman 16A & B dopo che il ricercatore della Pennsylvania State University Kevin Luhman, che ha scoperto la coppia a metà marzo 2013. Luhman ha scoperto 16 sistemi binari fino ad oggi. La designazione del catalogo WISE per il sistema ha la designazione molto più ingombrante e basata sul numero di telefono di WISE J104915.57-531906.1.
Abbiamo incontrato i ricercatori per chiedere loro alcuni dettagli sull'orientamento e sulla rotazione della coppia.
"Il periodo di rotazione di Luhman 16B è stato precedentemente misurato osservando i cambiamenti di luminosità mediamente nani del marrone nano per molti giorni. Luhman 16A sembra avere uno strato uniformemente denso di nuvole, quindi non presenta tale variazione e non sappiamo ancora il suo periodo ", ha detto Crossfield Space Magazine. "Possiamo stimare l'inclinazione dell'asse di rotazione perché conosciamo il periodo di rotazione, sappiamo quanto sono grandi le nane brune e nel nostro studio abbiamo misurato la velocità di rotazione" proiettata ". Da questo, sappiamo che dobbiamo vedere il nano marrone vicino all'equatore. "
Le mappe costruite corrispondono a un periodo di rotazione incredibilmente veloce di poco meno di 6 ore per Luhman 16B. Per contesto, il pianeta Giove - uno dei rotatori più veloci nel nostro sistema solare - gira una volta ogni 9,9 ore.
"Il periodo di rotazione di Luhman 16B è noto da 12 notti di monitoraggio della variabilità", ha dichiarato Biller Space Magazine. "La variabilità nella componente B è coerente con i risultati del 2013, ma la componente A ha un'ampiezza di variabilità inferiore e un periodo di rotazione leggermente diverso di forse 3-4 ore, ma questo è ancora un risultato molto provvisorio."
Questa prima mappatura dei modelli di nuvole su una nana marrone è un punto di riferimento e promette di fornire una comprensione molto migliore di questa classe transitoria di oggetti.
Abbina questo annuncio al recente vicino nano bruno catturato in un'immagine diretta, ed è evidente che una nuova era della scienza esopianeta è alle porte, in cui non solo saremo in grado di confermare l'esistenza di mondi distanti e oggetti substellari, ma caratterizza come sono realmente.
