Как оказалось, коричневые карлики могут иметь больше общего с газовыми планетами, чем со звездами. В их атмосферах есть закрученные пятнистые облака, а их кривые блеска имеют разную амплитуду при вращении и показывают разные лица с разным облачным покровом.
Наблюдая за вращающимися коричневыми карликами с помощью спектрофотометрии , астрономы могут одновременно измерять, насколько сильно меняется атмосфера в нескольких диапазонах волн. С помощью этой техники можно создать трехмерную карту атмосферы коричневого карлика, поскольку разные длины волн изучают разные уровни давления в атмосфере. Хотя большинство спектрофотометрических наблюдений коричневых карликов было сделано с помощью космического телескопа Хаббла , авторы исследования использовали наземный телескоп Keck I для изучения 2M0050-3322, быстро вращающегося коричневого Т-карлика .
Наблюдая за одной атмосферой за другой?
Поскольку уровень изменчивости в атмосфере коричневого карлика может быть низким, важно охарактеризовать любые источники шума, кроме коричневых карликов, в данных. В случае наземных наблюдений особое внимание следует уделять изменениям в атмосфере Земли во время наблюдения. Используя многообъектный спектрометр для инфракрасного исследования (MOSFIRE), авторы наблюдали 2M0050-3322 в течение двух периодов его вращения (всего примерно 2,5 часа). Они также наблюдали за несколькими другими близлежащими звездами, чтобы помочь откалибровать влияние таких факторов, как местная влажность и температура, на измерения. Кривые блеска всех объектов были получены на многих различных длинах волн в инфракрасном диапазоне: J-диапазон, H-диапазон и на длине волны чуть более красной, чем H-диапазон, которую авторы назвали полосой CH 4 -H 2 O. Разделив каждую из Кривые блеска 2M0050-3322 по медиане калибровочной звезды кривой свечения, кривые блеска 2M0050-3322 можно было бы скорректировать для любых переменных воздействий атмосферы Земли, чтобы найти истинную изменчивость коричневого карлика.
В ходе наблюдения авторы обнаружили, что 2M0050-3322 имеет минимальную и максимальную флуктуацию ~1% в полосах J и H и большую 5% амплитуду в красной полосе CH 4 -H 2 O. Этот явно низкий уровень вариации также было подтверждено подбором плоских моделей и синусоидальных кривых блеска, при этом плоская линия оказалась наиболее предпочтительной для всех наблюдений.
Модели спешат на помощь?
После наблюдений авторы попытались сравнить свои результаты с моделями 2M0050-3322, чтобы увидеть, существует ли подобное отсутствие вариаций. Модели общей циркуляции теплового потока атмосферы предсказывают слабосинусоидальную кривую блеска с вариацией почти 1%, что соответствует наблюдаемой в наблюдениях амплитуде в полосах J и H! Между тем, модели структуры облаков в атмосфере показывают, что 2M0050-3322 имеет разные типы облаков с разным давлением, а это означает, что каждый диапазон наблюдения может исследовать разные облака.
Хотя эти усилия по моделированию начинают объяснять наблюдения коричневых карликов, авторы предупреждают, что, вероятно, потребуется более длительный мониторинг, чтобы полностью разгадать тайны 2M0050-3322.