Космический телескоп James Webb помог разобраться в атмосфере WISE 0855, ближайшего к Солнечной системе и самого холодного из известных коричневых карликов. Этот объект находится примерно в 7,2 светового года от Земли в созвездии Гидры и имеет температуру верхних слоев около 265 K, то есть примерно минус 8 градусов Цельсия.
Коричневые карлики формируются подобно звездам, но не набирают достаточную массу для устойчивого термоядерного горения. WISE 0855 по размеру сопоставим с Юпитером, однако его масса оценивается в 3-10 масс крупнейшей планеты Солнечной системы. Излучение такого объекта почти полностью лежит в инфракрасном диапазоне.
Группа под руководством Бриттани Майлз из Аризонского университета получила на спектрографе NIRSpec телескопа Webb 11 часов наблюдений в режиме Bright Object Time-Series. За это время прибор сделал 44 последовательных спектра в диапазоне от 2,87 до 5,27 микрометра. Это позволило проследить, как меняется излучение вращающейся атмосферы.
Сильнее всего менялась яркость в диапазоне 4,5-4,8 микрометра, где поглощает свет монооксид углерода. Амплитуда изменений достигала 10 процентов. Исследователи также увидели признаки перемешивания угарного газа, углекислого газа и фосфина из более глубоких слоев атмосферы.
Сопоставление данных с атмосферными моделями PICASO и coolTLUSTY показало, что наблюдения значительно лучше объясняются наличием водяных облаков. Вероятнее всего, это неоднородные облака из льда на высоте, соответствующей давлению примерно 1-4 бара. Ниже восходящие потоки переносят химические соединения вверх, создавая отдельный рисунок изменений в спектре.
Астрономы пока не смогли надежно определить скорость вращения WISE 0855: движение газов маскирует собственный сигнал объекта. Дополнительные наблюдения Webb продолжительностью около 20 часов могли бы уточнить вращение и строение этой необычной холодной атмосферы.
