Архівні дані телескопа Spitzer дозволили розглянути хмари силікатних частинок в атмосферах десятків коричневих карликів і визначити умови, при яких виникає така «піщана хмарність».
Коричневі карлики – від гарячого до холодного: погляд художника / © NASA, JPL-Caltech
Хмари утворюються не тільки в земній атмосфері, але і на багатьох інших небесних тілах. Вони можуть сильно відрізнятися від звичних нам клубів водяної пари. Наприклад, у водневій атмосфері Юпітера хмари утворюються аміаком, а на розпеченій екзопланеті MASCARA-2 – залізом та іншими металами. Відомі хмари і на коричневих карликах – об’єктах, які займають проміжне місце між найбільшими планетами і найбільш мініатюрними повноцінними зірками. Їм присвячена нова робота Генаро Суареса (Genaro Suаrez) і Станіміра Метчева (Stanimir Metchev) з канадського Університету Західного Онтаріо, про яку вони пишуть у статті, опублікованій в журналі MNRAS.
Ще в 2000-х спостереження телескопа Spitzer показали, що хмари коричневих карликів складаються з частинок силікатних мінералів – кварцу і олівіну, немов звичний нам пісок. Такі “піщані хмари” були виявлені лише на декількох карликах, хоча теоретично вони повинні зустрічатися набагато частіше. Тому нещодавно астрономи звернулися до архівних знімків Spitzer, який вже закінчив роботу і проаналізували дані по всіх невеликих зірках і коричневих карликів, які потрапили в його об’єктив – в цілому, 113-ти об’єктів.
Дійсно “піщані хмари” були знайдені на більшості коричневих карликів. Однак ці дані дозволили простежити нову цікаву залежність. У карликів, розігрітих вище 1700 ° С, хмар не спостерігається: їх атмосфери занадто гарячі, і навіть силікати в них присутні в газоподібній формі. Хмари з цих силікатів виявляються у більш холодних коричневих карликів, а максимум «хмарності» досягає при 1300 °С. Нарешті, у карликів з температурою нижче 1000 °С хмар знову не видно: вони йдуть на глибину їх атмосфер.
Температура коричневого карлика може вказувати на його вік. Термоядерні реакції на них ніколи не досягають такої сили, щоб компенсувати втрати енергії, тому молоді карлики гарячі, але з плином часу остигають. Судячи з нових даних, ці “вікові зміни” повинні позначатися і на хмарності в атмосфері. Новонароджені карлики ще недостатньо прохолодні для того, щоб тут конденсувалися частинки «піщаних хмар». Поступово умови стають більш придатними, поки вже старий карлик не виявляється занадто холодним для хмарності.