يشبه القزم البني المخطط إلى حد كبير كوكب المشتري

في الآونة الأخيرة ، نحنأظهر لكصورة مباشرة جديدة رائعة مأخوذة لقزم بني ، جسم في منتصف المسافة بين كوكب ونجم. لكن هذه الصورة لا تظهر ملامح سطح القزم البني. لا توجد صورة موجودة. هذه الأشياء بعيدة جدًا - وخافتة جدًا - لتكشف عن نفسها بهذه الطريقة. الآن ، على الرغم من ظهور سطح قزم بنيلديهاتم الكشف عنها من قبل الباحثين. تشير الدراسة الجديدة إلى وجود شرائط وخطوط في جو Luhman 16B - أحد كائنين فيلومان 16نظام القزم البني الثنائي - أقرب الأقزام البنية المعروفة إلى الأرض عند 6.5 فقطسنوات ضوئية. قال العلماء إن تقنيتهم ​​الجديدة للكشف عن الخطوط والعصابات على Luhman 16B ستكون مفيدة أيضًا يومًا ما في رسم خرائط لميزات السطح على الكواكب الشبيهة بالأرض في الأنظمة الشمسية البعيدة. حالياالذي - التيسيكون شيئا تراه!

التقويمات القمرية لـ ForVM عادت في المخزون! نحن نضمن البيع. احصل على واحدة بينما تستطيع.!

في نظامنا الشمسي ، الكواكب الغازية العملاقة كوكب المشتري وزحل كلاهما شرائط وأشرطة رياضية. تساءل العلماء عما إذا كان للأقزام البنية مثل هذه الخطوط. أم أن أجواءهم ستبدو أكثر فوضوية؟ بناءً على دراسة Luhman 16B ، يعتقدون أن بعض الأقزام البنية على الأقل لها أغلفة جوية متداخلة.

كعالم فلكدانيال أبايفي جامعة أريزونا - المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة -قال في بيان:

تساءلنا ، هل تبدو الأقزام البنية مثل كوكب المشتري ، بأحزمة وشرائط منتظمة تتشكل بواسطة نفاثات طولية كبيرة ومتوازية؟ أم هل سيهيمن عليها نمط دائم التغير من العواصف العملاقة المعروفة باسم الدوامات مثل تلك الموجودة على أقطاب المشتري؟

الباحثوننشرتالمراجعة الأقرانالدراسة فيمجلة الفيزياء الفلكيةفي 7 يناير 2021.



تقدم النتائج لمحة جديدة عن هذه العوالم الغامضة التي هي ضخمة جدًا بحيث لا يمكن اعتبارها كواكب ، ولكنها ليست ضخمة بما يكفي لإشعال وقودها النووي لتصبح نجومًا. وبينما يبدو أن الأقزام البنية قد تفعل ذلكبحثتشبه إلى حد كبير الكواكب الغازية العملاقة ، على الأقل في بعض الحالات ، فهي لا تزال غير كواكب. إنها أجسامهم الكونية الفريدة.

نقطة مركزية ساطعة ، مع ملحق داخلي يوضح أنها مقسمة

عرض أكبر. | صورة وايز للنظام الثنائي للقزم البني Luhman 16 ، أقرب الأقزام البنية المعروفة إلى الأرض في عمر يزيد قليلاً عن 6 سنوات ضوئية. هذا هو ثالث أقرب نظام معروف لشمسنا (بعد نظام Alpha Centauri و Barnard’s Star). في الشكل الداخلي ، يتم حل النظام إلى زوج. لكن لم يتم الكشف عن أي سمات سطحية لنظام القزم البني هذا ، أو أي نظام آخر. صورة عبرناسامستكشف مسح الأشعة تحت الحمراء واسع المجال (حكيم).

قرر Apai وزملاؤه أن مظهر Luhman 16Bكثيرامثل كوكب المشتري. تتدفق الرياح عالية السرعة بالتوازي مع خط الاستواء ، تمامًا مثل أنماط الرياح على العملاق الغازي. تساعد هذه الرياح على مزج الغلاف الجوي وإعادة توزيع الحرارة التي تنبع من الأعماق. وجد الباحثون أيضًا أن هناك عواصف من نوع الدوامة عند أقطاب القزم البني ، مشابهة أيضًا لما نراه على كوكب المشتري. في حين أن العلماء لم يعرفوا بالضبط كيف ستبدو الأغلفة الجوية للأقزام البنية ، في الغالب ، توقعت بعض نماذج الكمبيوتر مظهرًا مشابهًا تمامًا لما شوهد في Luhman 16B. قال أبي:

غالبًا ما يكون لأنماط الرياح والدوران الجوي على نطاق واسع تأثيرات عميقة على الغلاف الجوي للكواكب ، من مناخ الأرض إلى مظهر المشتري ، والآن نحن نعلم أن مثل هذه النفاثات الجوية واسعة النطاق تشكل أيضًا غلافًا جويًا قزمًا بنيًا.

تساعدنا معرفة كيفية هبوب الرياح وإعادة توزيع الحرارة في أحد الأقزام البنية الأقرب والأكثر دراسةً على فهم المناخات ودرجات الحرارة القصوى وتطور الأقزام البنية بشكل عام.

دوامة ملونة محاطة بأنماط دوامة وشروح نصية.

هذا جزء من جو المشتري. كوكب المشتري - أكبر كوكب في نظامنا الشمسي - تهيمن عليه الرياح العالمية ، مما يمنحه مظهرًا مترابطًا. لكن كوكب المشتري لديه أيضًا دوامات موضعية وعواصف هائلة في أقطابها. لطالما أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت الأقزام البنية - وهي أجسام في منتصف المسافة بين المشتري والنجم -بدامثل كوكب المشتري ، بجو مخطط أو مخطط. أم أن الأقزام البنية تبدو أشبه بشمسنا ، في جو فوضوى؟ انظر الصورة أدناه.

كرة بها خطوط بنية وسوداء حولها ، مع تعليق توضيحي للنص.

مثل كوكب المشتري ، يبدو أن الرياح العالمية تهيمن على الغلاف الجوي لكوكب Luhman 16B. بعبارة أخرى ، هذا القزم البني له خطوط وشرائط في غلافه الجوي ، مثل كوكب المشتري. هذه الصورة عبارة عن مقطع فيديو ثابت من الفيديو في الأعلى. شاهد هذا الفيديو لترى كل التفاصيل المذهلة في جو Luhman 16B ، المشتقة من تحليل البيانات بواسطة علماء جامعة أريزونا.

لا يمكن رؤية أسطح الأقزام البنية مباشرة. إنها قاتمة جدًا وبعيدة جدًا عن الكشف عن نفسها بهذه الطريقة. إذن كيف اكتشف Apai وفريقه شكل Luhman 16B؟

استخدموا المطورة حديثًاالخوارزمياتمصمم لقمر ناسا لاستكشاف الكواكب الخارجية العابرة (تيس) لقياس أنماط السطوع لأقرب اثنين من الأقزام البنية المعروفة ، وهما Luhman 16A و Luhman 16B ، على بعد 6.5 سنة ضوئية فقط من الأرض ، وكلاهما يقارب حجم كوكب المشتري (ولكن أكثر من ذلك بكثير)جسيممن كوكب المشتري). تبلغ كتلة Luhman 16A حوالي 34 ضعف كتلة المشتري ، وتبلغ كتلة Luhman 16B حوالي 28 ضعف كتلة المشتري. يقع Luhman 16B أيضًا حوالي 1500 درجة فهرنهايت (830 درجة مئوية) أكثر سخونة من شمسنا (ولكن لا يزال غير حار بدرجة كافية ليكون نجمًا). كما أوضح Apai:

التلسكوب الفضائي TESS ، على الرغم من تصميمه للبحث عنهالكواكب خارج المجموعة الشمسية، قدمت أيضًا مجموعة البيانات المثيرة والغنية بشكل لا يصدق عن أقرب قزم بني بالنسبة لنا. باستخدام الخوارزميات المتقدمة التي طورها أعضاء فريقنا ، تمكنا من الحصول على قياسات دقيقة للغاية لتغيرات السطوع أثناء دوران القزم البني. تصبح الأقزام البنية أكثر سطوعًا عندما تتحول مناطق الغلاف الجوي الأكثر إشراقًا إلى نصف الكرة المرئي وتكون أكثر قتامة عندما تدور هذه المناطق بعيدًا عن الرؤية.

رجل مبتسم مع نظارة طبية وقميص لباس مربعات.

دانيال أباي ، الأستاذ المشارك في علم الفلك وعلوم الكواكب بجامعة أريزونا ، الذي قاد الدراسة الجديدة. صورة عبرجامعة أريزونا.

على الرغم من أن TESS ، أو أي تلسكوب آخر موجود ، لا يمكنه رؤية الأقزام البنية بالتفصيل ، فإن سطوع الأقزام البنيةعلبةيمكن قياسها ، مما يوفر أدلة على مظهرها. قال أبي:

لا يوجد تلسكوب كبير بما يكفي لتقديم صور مفصلة للكواكب [الخارجية] أو الأقزام البنية. ولكن من خلال قياس كيفية تغير سطوع هذه الأجسام الدوارة بمرور الوقت ، فمن الممكن إنشاء خرائط بدائية لغلافها الجوي ، وهي تقنية يمكن استخدامها في المستقبل أيضًا لرسم خرائط للكواكب الشبيهة بالأرض في أنظمة شمسية أخرى قد تكون بخلاف ذلك. يصعب رؤيته.

وهذا مثير ، أليس كذلك؟

في حالة Luhman 16B ، تمكن الباحثون من جمع البيانات من دورات متعددة للقزم البني. هذا ، وكذلك حقيقة أن TESS لا يعوقه ضوء النهار ، سمح للعلماء بالحصول على عرض أكثر تفصيلاً للغلاف الجوي للقزم البني حتى الآن.

إنها نظرة أولية ، لكنها رائعة ، على هذه الأشياء الغريبة. ستسمح هذه الطريقة الجديدة لعلماء الفلك بمراقبة الأجواء بمزيد من التفصيل للأقزام البنية الأخرى وكذلك الكواكب الخارجية الغازية العملاقة ، وفقًا لأباي:

توفر دراستنا نموذجًا للدراسات المستقبلية لأجسام مماثلة حول كيفية استكشاف - وحتى خريطة - الأغلفة الجوية للأقزام البنية والكواكب العملاقة خارج المجموعة الشمسية دون الحاجة إلى تلسكوبات قوية بما يكفي لحلها بصريًا.

أربع كرات أرضية ذات أحجام مختلفة ، من كبير إلى صغير ، مع أرض صغيرة لمقارنة الحجم.

الأقزام البنية هي أجسام فريدة من نوعها ، ضخمة جدًا بحيث لا يمكن اعتبارها كواكب ، ولكنها ليست ضخمة بما يكفي لتصبح نجومًا. معظمها بحجم كوكب المشتري ، لكنها أكبر بكثير. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech / UCB /معهد أبحاث الكواكب الخارجية.

إن القدرة على 'رؤية' هذه العوالم بهذه الطريقة ستساعد علماء الفلك على فهم أفضل لكيفية تكوين وتطور الأقزام البنية والكواكب الخارجية الغازية العملاقة. ستُظهر هذه البيانات أيضًا الطرق التي تتشابه بها هذه الكائنات ، وكيف تختلف. كما رأينا مع Luhman 16B ، قد تبدو متشابهة تمامًا من الخارج مع غلافها الجوي المترابط ، ولكن ماذا عن الأعمق؟ هل مؤلفاتهم متشابهة أم مختلفة بشكل كبير؟

في مايو 2020 ، استخدم علماء الفلكتلسكوب كبير جدافي تشيلي ، اكتشف رفيق Luhman 16B ، Luhman 16A ،لديها أيضا جو النطاقات، على الرغم من وجود خطوط أقل ولكن أوسع. في ذلك الوقت ، كان يُعتقد أن Luhman 16B به غيوم غير مكتملة ، لكن الدراسة الجديدة تُظهر الآن أنه مُنظم أيضًا ، ومن المحتمل أن يحتوي على نطاقات أكثر من Luhman 16A ، مما يجعله يبدو أشبه بالمشتري أكثر من رفيقه.

خلاصة القول: تظهر الملاحظات الجديدة لأقرب قزم بني معروف أنه يشبه إلى حد كبير كوكب المشتري ، مع وجود مجموعات من التيارات النفاثة القوية في غلافه الجوي.

المصدر: ملاحظات TESS لنظام Luhman 16 AB Brown Dwarf System: فترات الدوران وتطور المنحنى الخفيف والدوران النطاقي *

عبر جامعة أريزونا