Pengamatan unik memungkinkan untuk memeriksa atmosfer berlapis dan bergolak dari planet "super-Jupiter" menggunakan contoh katai coklat tetangga.
Raksasa gas Beta Painter b adalah salah satu exoplanet yang paling banyak dipelajari, bahkan difoto secara langsung. Letaknya 63 tahun cahaya dari kita, memiliki massa tujuh kali massa Jupiter dan diameter 1,65 kali. Beta Painter b disebut sebagai "super-Jupiter" - planet yang dapat memperoleh massa berkali-kali, dan kadang-kadang puluhan kali lebih banyak daripada Jupiter.
Dalam banyak hal, "super-Jupiter" dekat dengan katai coklat, yang, pada gilirannya, menempati posisi perantara antara planet dan bintang. Namun, "super-Jupiter" terkait erat dengan bintangnya dan terhalang oleh cahayanya, dan katai coklat bersifat independen. Oleh karena itu, untuk mempelajari atmosfer Beta Painter b, para astronom memutuskan untuk mempertimbangkan katai coklat 2MASS J22081363 + 2921215, mirip dengan planet dalam ukuran dan suhu, tetapi terbang bebas. Selain itu, kurcaci dan Beta Painter b termasuk dalam kelompok bintang muda yang paling dekat dengan kita, disatukan oleh gerakan yang sama dan, tampaknya, berdasarkan asalnya.
Teleskop berbasis darat tidak terlalu cocok untuk pengamatan seperti itu, karena beberapa gelombang inframerah penting diserap saat melewati atmosfer bumi. Oleh karena itu, para ilmuwan menggunakan spektrograf MOSFIRE Keck Observatory, yang mencakup bidang pandang yang relatif besar. Berkat ini, bintang-bintang jatuh ke dalamnya bersama dengan katai coklat. Elena Manjavacas dan rekan-rekannya menulis tentang ini dalam sebuah artikel yang telah diterima untuk diterbitkan di The Astronomical Journal dan tersedia di perpustakaan pracetak online arXiv.org.
Dengan membandingkan spektrum mereka, yang melewati atmosfer, dengan spektrum "awal" yang telah ditetapkan sebelumnya, para ilmuwan dapat mengetahui garis mana dan bagaimana tepatnya yang diserap di udara. Dan ini, pada gilirannya, memungkinkan untuk merekonstruksi spektrum "asli" katai coklat dan memeriksa atmosfernya. Pada 12 kali ukuran Jupiter, ternyata cukup panas: suhunya diperkirakan 1500 ° C. Selain itu, katai coklat berotasi dengan cepat, membuat revolusi penuh setiap tiga setengah jam, sehingga pusaran turbulen yang kuat tidak mereda di atmosfer.
Selama dua setengah jam pengamatan, instrumen MOSFIRE juga memeriksa area cahaya bergerak individu di dalamnya - semua ini menunjukkan bahwa atmosfer dipenuhi dengan awan yang melaluinya radiasi inframerah dari kurcaci panas menerobos. Pada ketinggian tinggi, awan ini mengandung kalium iodida dan magnesium silikat, kalium yang lebih rendah digantikan oleh natrium, dan bahkan lebih jauh, pada kedalaman, awan aluminium oksida muncul. Total kedalaman atmosfer diperkirakan 718 kilometer; Beta the Painter b seharusnya memiliki struktur yang serupa.