Коричневые карлики обычно представляются как темные полосатые сферы, слегка напоминающие Юпитер. Исследования показали, что между газовыми гигантами и «неудавшимися» звездами имеется больше различий, чем общего.
С помощью изображений, полученных космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST), международная команда исследователей, возглавляемая профессором Станимиром Метчевым из Западного университета, изучила, каким образом на коричневых карликах возникают гигантские пылевые шторма. По мнению соавторов из Шанхайского университета, эти явления внешне напоминают знаменитое Большое красное пятно на Юпитере, но на самом деле они образуются совершенно иным способом. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances.
Коричневые карлики представляют собой небесные тела с массой, превышающей массу планеты-гиганта, такой как Юпитер, но меньшей, чем у самой маленькой «полноценной» звезды. Они не в состоянии поддерживать термоядерный синтез в своих ядрах и постепенно остывают после своего формирования. Спустя миллиарды лет они охлаждаются до «комнатных» температур и становятся очень похожими на планеты-гиганты.
Некоторые коричневые карлики могут быть в 10 раз тяжелее Юпитера, поэтому их иногда называют «супер-Юпитерами». Поскольку они схожи с планетами-гигантами и проявляют высокую активность в космосе, их считали отличными объектами для изучения атмосфер гигантских экзопланет.
«Астрономы считали, что коричневые карлики ведут себя как Юпитер и имеют схожий внешний вид с яркими полосами, простирающимися с востока на запад, и стабильными штормами, которые формируют их атмосферу, — отметил Станимир Метчев. — Наше исследование ставит под сомнение эту точку зрения. Некоторые из этих объектов совершенно не похожи на Юпитер. Моделируя изменения световых характеристик супер-Юпитера, мы демонстрируем, что вещество его атмосферы циркулирует абсолютно другим образом».
На протяжении последнего десятилетия Метчев и его команда неоднократно наблюдали атмосферные шторма на коричневых карликах, а совсем недавно — обширное присутствие пылевых (или «песчаных») облаков на теплых коричневых карликах, таких как VHS 1256B, который был изучен в рамках последнего исследования. Теплыми карликами считают объекты с температурой ниже +300°С.
Метчев ранее сотрудничал с Сяньюй Танем, научным сотрудником Шанхайского университета, и другими учеными во время наблюдений с телескопа «Джеймс Уэбб». В тот момент в облаках этого супер-Юпитера были обнаружены спектры пылевых частиц.
Предыдущее исследование показало, что VHS 1256B проявляет крайне высокую вариабельность яркости с большой амплитудой, то есть его видимая светимость значительно колеблется со временем. Такие изменения яркости обычно указывают на атмосферную турбулентность и гигантские пылевые шторма.
Опираясь на эти данные, Тан, Метчев и их коллеги смоделировали атмосферу VHS 1256B, соответствующую крупноамплитудной изменчивости его яркости, и сопоставили эту новую модель с наблюдательными данными, полученными с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Модель показывает, что изменчивость VHS 1256B вызвана экваториальными волнами, которых не наблюдается в аналогичном виде у Юпитера.