ดาวแคระน้ำตาล - วัตถุที่ไม่น่าจะเป็นดาวเคราะห์และไม่เป็นดาวนั้นเป็นสิ่งแปลกประหลาดที่น่าสนใจซึ่งมีมวลต่ำเกินไปที่จะเผาไหม้ไฮโดรเจน แต่มีมวลมากกว่าดาวเคราะห์ พวกมันเปล่งแสงเพียงเล็กน้อยเท่านั้นดังนั้นพวกมันจึงตรวจจับได้ยากทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่ามีจำนวนมากแค่ไหนในกาแลคซีของเรา
แต่นักดาราศาสตร์ได้จับตาดาวแคระน้ำตาลดวงหนึ่งที่เรียกว่า WISE 0855 เพียง 7.2 ปีแสงจากโลกมันเป็นวัตถุที่เย็นที่สุดที่รู้จักนอกระบบสุริยะของเราและมองเห็นได้ในช่วงคลื่นอินฟราเรด แต่ด้วยเทคนิคการสังเกตสเปคโทรสอย่างพิถีพิถันนักดาราศาสตร์ได้พิจารณาแล้วว่าวัตถุนี้มีลักษณะที่น่าสนใจ: บรรยากาศของมันเต็มไปด้วยเมฆของไอน้ำ นี่เป็นครั้งแรกที่มีการตรวจพบก้อนเมฆนอกระบบสุริยะของเรา
Andrew Skemer ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ UC Santa Cruz และผู้เขียนคนแรกบนกระดาษใน WISE 0855 ที่ตีพิมพ์ใน Astrophysical Journal Letters กล่าวว่ามันมีความเงียบกว่าวัตถุอื่นที่ตรวจพบด้วยสเปคโทรสโกปีที่ความยาวคลื่น 5 เท่า มีกระดาษใน arXiv ที่นี่) “ ตอนนี้เรามีคลื่นความถี่เราสามารถเริ่มคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในวัตถุนี้ สเปกตรัมของเราแสดงให้เห็นว่า WISE 0855 ถูกครอบงำด้วยไอน้ำและเมฆโดยมีลักษณะโดยรวมที่คล้ายกับดาวพฤหัสบดีอย่างน่าทึ่ง”
ชื่อเต็มของดาวแคระน้ำตาลนี้คือ WISE J085510.83-071442.5 แต่เราเป็นเพื่อนกันดังนั้นมันจึงเป็น W0855 โดยย่อ มันมีมวลของดาวพฤหัสบดีประมาณห้าเท่าและเป็นดาวแคระน้ำตาลที่เย็นที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบได้โดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 250 องศาเคลวินหรือลบ 10 องศา F ลบ 20 องศาเซลเซียสมันทำให้มันเย็นเกือบเท่ากับดาวพฤหัสซึ่งเท่ากับ 130 องศาเคลวิน
“ WISE 0855 เป็นโอกาสครั้งแรกของเราในการศึกษาวัตถุมวลดาวเคราะห์นอกระบบที่เกือบจะเย็นเท่ากับยักษ์ก๊าซของเราเอง” Skemer กล่าว
Skemer และทีมของเขาใช้กล้องโทรทรรศน์ Gemini-North ในฮาวายและ Gemini Near Infrared Spectrograph เพื่อสังเกตการณ์ WISE 0855 ในเวลา 13 คืนรวมเป็น 14 ชั่วโมง Skemer เป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ศึกษาวัตถุนี้ในปี 2014 พบว่ามีข้อบ่งชี้อย่างไม่แน่นอนของกลุ่มเมฆบนพื้นฐานของข้อมูลเชิงแสงที่ จำกัด มาก Skemer กล่าวว่าการได้รับสเปกตรัม (ซึ่งแยกแสงจากวัตถุหนึ่งไปสู่ความยาวคลื่นขององค์ประกอบ) เป็นวิธีเดียวที่จะตรวจจับองค์ประกอบโมเลกุลของวัตถุนี้
วิดีโอเกี่ยวกับการค้นพบและการศึกษา 2014 ของ WISE 0855:
WISE 0855 นั้นเบาบางเกินไปสำหรับสเปกโทรสโกปีแบบดั้งเดิมที่ความยาวคลื่นแสงหรือใกล้อินฟราเรด แต่ทีมสร้างความท้าทายและดูการปล่อยความร้อนจากวัตถุที่ความยาวคลื่นในหน้าต่างแคบ ๆ ประมาณ 5 ไมครอน
“ ฉันคิดว่าทุกคนในทีมวิจัยเชื่อจริง ๆ ว่าเราใฝ่ฝันที่จะคิดว่าเราจะได้สเปคตรัมของดาวแคระน้ำตาลดวงนี้ WISE 0855 ช่างยอดเยี่ยมและสลัวนักดาราศาสตร์หลายคนคิดว่าน่าจะเป็นปีก่อนที่จะได้สเปกตรัม “ ฉันคิดว่าเราต้องรอจนกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์กำลังปฏิบัติการเพื่อทำสิ่งนี้” Skemer กล่าว
มุมมองทางสเปกโทรสโกปีนี้ทำให้มองเห็นบรรยากาศของบรรยากาศของ WISE 0855 จากข้อมูลในมือนักวิจัยจึงพัฒนาแบบจำลองบรรยากาศของเคมีสมดุลสำหรับดาวแคระน้ำตาลที่ 250 องศาเคลวินและคำนวณสเปกตรัมที่เกิดขึ้นภายใต้สมมติฐานต่าง ๆ รวมถึงแบบจำลองที่มีเมฆและแบบไม่มีเมฆ แบบจำลองทำนายสเปกตรัมที่ถูกครอบงำโดยคุณสมบัติที่เกิดจากไอน้ำและแบบจำลองเมฆที่ให้ผลลัพธ์ที่เหมาะสมที่สุดกับคุณสมบัติในสเปกตรัมของ WISE 0855
ในขณะที่สเปกตรัมของวัตถุนี้คล้ายกับดาวพฤหัสบดีอย่างมาก WISE 0855 ดูเหมือนจะมีบรรยากาศที่วุ่นวายน้อยกว่า
“ สเปกตรัมช่วยให้เราสามารถตรวจสอบคุณสมบัติเชิงพลวัตและคุณสมบัติทางเคมีที่มีการศึกษามานานในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี แต่คราวนี้อยู่ในโลกนอกระบบ” Skemer กล่าว
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า WISE 0855 นั้นดูคล้ายกับดาวพฤหัสมากกว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบซึ่งน่าสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากภารกิจจูโน่เพิ่งเริ่มสำรวจโลกยักษ์ ดาวพฤหัสบดีพร้อมกับดาวเคราะห์ก๊าซอื่น ๆ ในระบบสุริยะของเราทุกคนมีเมฆและพายุแม้ว่าเมฆของดาวพฤหัสบดีส่วนใหญ่ทำจากแอมโมเนียที่มีเมฆระดับต่ำกว่าอาจมีน้ำอยู่ หนึ่งในเป้าหมายของจูโนคือการกำหนดความอุดมสมบูรณ์ของน้ำทั่วโลกที่ดาวพฤหัสบดี
แหล่งที่มา: UC Santa Cruz, ราศีเมถุน
