Další průlom. Webbův teleskop našel v atmosféře hnědého trpaslíka písečná oblaka

Webbův dalekohled podle amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) poprvé přímo detekoval mraky křemičitanů v atmosféře hnědého trpaslíka. Jde o vesmírné těleso, které vznikne z protohvězdy, která nemá dostatečnou hmotnost, aby v ní mohly probíhat veškeré termonukleární reakce. Objekt tak ve svém jádře nedosáhne teploty potřebné ke spalování lehkého vodíku a nestane se tedy hvězdou. Z tohoto hlediska se považuje za přechod mezi planetou a hvězdou.

Přelom ve vědě. Webbův teleskop poprvé zachytil planetu mimo Sluneční soustavu

Jak vysvětluje server Science Alert, podle vědeckého týmu vedeného Brittany Milesovou z Kalifornské univerzity v Santa Cruz je to vůbec poprvé, co byly písečné mraky objeveny u planetárního tělesa mimo Sluneční soustavu.

Neúspěšné hvězdy

Nejnovější výsledky pozorování Webbova teleskopu mohou podle astronomů nejenom pomoci lépe porozumět těmto „neúspěšným hvězdám“, jak se hnědým trpaslíkům někdy přezdívá, ale představují i předzvěst toho, co Webbův teleskop dokáže v budoucnu.

Dalekohled Jamese Webba před nedávnem pořídil svůj první snímek exoplanety, tedy planety mimo naši Sluneční soustavu. Pozorování hnědého trpaslíka je však dalším krokem k objevování vzdáleného vesmíru.

Hnědí trpaslíci jsou tím, co vznikne, když malá hvězda nenashromáždí dostatek hmoty k tomu, aby nastartovala vodíkovou fúzi ve svém jádru. Při hmotnosti asi 13násobku hmotnosti planety Jupiter však hnědí trpaslíci dokáží fúzovat deuterium či těžký vodík.

Fúzní tlak a teplota deuteria jsou nižší než u vodíku, což znamená, že hnědí trpaslíci jsou něco jako jakési lehké hvězdy. A co je důležité, na rozdíl od exoplanet tak mohou vyzařovat vlastní teplo a světlo, i když mnohem slabší, než je tomu u skutečných hvězd. Toto světlo pak naše současná technologie umí přímo detekovat, zejména pak v infračervených vlnových délkách, na něž se specializuje teleskop Jamese Webba.

Nejnovější pozorování se týkají konkrétně hnědého trpaslíka vzdáleného asi 72 světelných let nazvaného VHS 1256-1257 b, který byl poprvé popsán v roce 2015. Jeho hmotnost je přibližně 19krát větší než hmotnost Jupiteru. Těleso je relativně mladé, s načervenalou atmosférou.

Vědci se proto s pomocí infračerveného spektra pokusili určit složení jeho atmosféry. Metoda je založena na faktu, že různé prvky absorbují a znovu vyzařují světlo na různých vlnových délkách. Vědci se tak mohou podívat na spektrum, aby viděli slabší a jasnější rysy a určili prvky, které je způsobují.

Možná hrozba z Marsu? Před vesmírnou nákazou může ochránit speciální laboratoř

Díky tomu tým vedený Milesovou zjistil, že je složení atmosféry trpaslíka podobné jako u jiných hnědých trpaslíků studovaných v infračervených vlnových délkách. Nyní však vědci mohli vše pozorovat mnohem jasněji než kdy dříve. „Voda, metan, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, sodík a draslík byly pozorovány v několika částech spektra Webbova teleskopu na základě srovnání ze spekter šablonových hnědých trpaslíků a atmosférických modelů,“ vyjmenovali vědci ve svém článku.

Oblaka plná minerálů

Nejjasněji v atmosféře vědci rozpoznali oxid uhelnatý. Navíc také detekovali právě silnou vrstvu oblak plných silikátových částic se submikronovou velikostí zrna. „Jde pravděpodobně o minerály, jako je forsterit, enstatit nebo křemen,“ upřesnila Milesová.

Až donedávna bylo pro vědce záhadou, jak se zrnka hornin mohou dostat tak vysoko do atmosféry. Horniny se však při vyšších teplotách mohou vypařovat, ochlazovat a kondenzovat do mraků, podobně jako voda. A nedávné výzkumy založené na archivních datech z vysloužilé mise Spitzerova vesmírného dalekohledu naznačily, že podmínky vyžadované pro vysokohorská písečná oblaka mohou nastat v určitém teplotním a chemickém rozsahu.

Silikátová mračna by proto měla být teoreticky viditelná u teplejších světů, jakými jsou právě hnědí trpaslíci a některé planety s vysokou teplotou mimo Sluneční soustavu.

A to se nyní díky nejvyspělejší technologii Webbova teleskopu skutečně podařilo potvrdit. Nejnovější pozorování naznačují, že mladí hnědí trpaslíci skutečně mohou být i vysoko v atmosféře obklopeni nerovnoměrnými mraky hornin, které ovlivňují intenzitu jasu těchto vesmírných těles.

Mimozemská aurora. Vědci odhalili tajemství polární záře na Marsu

Nové zjištění poskytuje astronomům zcela nový nástroj pro budoucí pozorování hnědých trpaslíků. „Tyto počáteční výsledky jsou průlomové a lze je využít u řady dalších blízkých hnědých trpaslíků, které budeme pozorovat v následujících letech,“ neskrývají nadšení vědci.

„Tato observatoř bude průkopníkem a v následujících letech posune naše chápání fyziky atmosféry u planetárních těles, hnědých trpaslíků a exoplanet,“ upřesnil vědecký tým.

Nejde o jediný podobný objev Webbova teleskopu z posledních doby. V červenci například astronomové díky přístroji ve vesmíru objevili nového studeného hnědého trpaslíka s názvem GLASS-JWST-BD1:

Nejnovější zjištění vědeckého týmu nyní prochází recenzním a publikačním procesem. Zpráva o výzkumu byla předložena odborným časopisům zabývajícím se atomovou absorpční spektometrií a je dostupná na webu arXiv.