Objetos tenues llamados enanas marrones, menos masivo que el sol pero más masivo que Júpiter, tienen fuertes vientos y nubes, específicamente, nubes calientes irregulares hechas de gotitas de hierro y polvo de silicato. Los científicos se dieron cuenta recientemente de que estas nubes gigantes pueden moverse y espesarse o adelgazarse sorprendentemente rápido. en menos de un día terrestre, pero no entendí por qué.

Ahora, los investigadores tienen un nuevo modelo para explicar cómo las nubes se mueven y cambian de forma en las enanas marrones, utilizando información del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Las ondas gigantes provocan el movimiento a gran escala de partículas en las atmósferas de las enanas marrones, cambiando el espesor de las nubes de silicato, los investigadores informan en la revista Ciencias . El estudio también sugiere que estas nubes están organizadas en bandas confinadas a diferentes latitudes, viajando con diferentes velocidades en diferentes bandas.

"Esta es la primera vez que vemos bandas y ondas atmosféricas en enanas marrones, "dijo el autor principal Daniel Apai, profesor asociado de astronomía y ciencias planetarias en la Universidad de Arizona en Tucson.

Al igual que en el océano de la Tierra, Se pueden formar diferentes tipos de ondas en atmósferas planetarias. Por ejemplo, en la atmósfera terrestre, ondas muy largas mezclan aire frío de las regiones polares a latitudes medias, que a menudo hacen que las nubes se formen o se disipen.

La distribución y los movimientos de las nubes en las enanas marrones de este estudio son más similares a los observados en Júpiter. Saturno, Urano y Neptuno. Neptuno tiene estructuras de nubes que también siguen caminos en bandas, pero sus nubes están hechas de hielo. Observaciones de Neptuno desde la nave espacial Kepler de la NASA, operando en su misión K2, fueron importantes en esta comparación entre el planeta y las enanas marrones.

"Los vientos atmosféricos de las enanas marrones se parecen más al patrón regular de cinturones y zonas de Júpiter que a la caótica ebullición atmosférica que se ve en el sol y en muchas otras estrellas, ", dijo el coautor del estudio Mark Marley en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California.

Se puede pensar en las enanas enanas como estrellas fallidas porque son demasiado pequeñas para fusionar elementos químicos en sus núcleos. También pueden considerarse "superplanetas" porque son más masivos que Júpiter, pero tienen aproximadamente el mismo diámetro. Como planetas gigantes gaseosos Las enanas marrones se componen principalmente de hidrógeno y helio, pero a menudo se encuentran separados de cualquier sistema planetario. En un estudio de 2014 con Spitzer, Los científicos descubrieron que las enanas marrones suelen tener tormentas atmosféricas.

Debido a su similitud con exoplanetas gigantes, las enanas marrones son ventanas a sistemas planetarios más allá del nuestro. Es más fácil estudiar las enanas marrones que los planetas porque a menudo no tienen una estrella anfitriona brillante que las oscurezca.

“Es probable que la estructura de bandas y las grandes ondas atmosféricas que encontramos en las enanas marrones también sean comunes en los exoplanetas gigantes, "Dijo Apai.

Usando Spitzer, los científicos monitorearon los cambios de brillo en seis enanas marrones durante más de un año, observando que cada uno de ellos gira 32 veces. Como gira una enana marrón, sus nubes entran y salen del hemisferio visto por el telescopio, provocando cambios en el brillo de la enana marrón. Luego, los científicos analizaron estas variaciones de brillo para explorar cómo se distribuyen las nubes de silicato en las enanas marrones.

Los investigadores esperaban que estas enanas marrones tuvieran tormentas elípticas parecidas a la Gran Mancha Roja de Júpiter, causado por zonas de alta presión. La Gran Mancha Roja ha estado presente en Júpiter durante cientos de años y cambia muy lentamente:tales "manchas" no podrían explicar los rápidos cambios de brillo que los científicos vieron mientras observaban estas enanas marrones. Los niveles de brillo de las enanas marrones variaron notablemente en el transcurso de un día terrestre.

Para dar sentido a los altibajos del brillo, los científicos tuvieron que repensar sus suposiciones sobre lo que estaba sucediendo en las atmósferas de las enanas marrones. El mejor modelo para explicar las variaciones involucra grandes olas, propagándose a través de la atmósfera con diferentes períodos. Estas ondas harían que las estructuras de las nubes roten con diferentes velocidades en diferentes bandas.

La investigadora de la Universidad de Arizona, Theodora Karalidi, utilizó una supercomputadora y un nuevo algoritmo informático para crear mapas de cómo viajan las nubes en estas enanas marrones.

"Cuando los picos de las dos ondas se compensan, a lo largo del día hay dos puntos de máxima luminosidad, "Dijo Karalidi." Cuando las ondas están sincronizadas, obtienes un pico grande, haciendo que la enana marrón sea dos veces más brillante que con una sola ola ".

Los resultados explican el comportamiento desconcertante y los cambios de brillo que los investigadores vieron anteriormente. El siguiente paso es tratar de comprender mejor las causas de las olas que impulsan el comportamiento de la nube.