JWST-spectra ondersteunen de interpretatie dat de waterwolken in de bruine dwerg WISE 0855 in dikte veranderen. In een tijdreeks van NIRSpec-spectra varieerde de absorptie door koolmonoxide, terwijl modellen wijzen op onregelmatig verdeelde wolken en veranderingen op verschillende drukniveaus.
NIRSpec volgde WISE 0855 elf uur
De James Webb-ruimtetelescoop nam met het instrument NIRSpec elf uur lang spectra op, telkens met een tussenpoos van vijftien minuten. Zo konden de onderzoekers volgen hoe het licht op verschillende golflengten veranderde. Het oplossend vermogen van de spectra was ongeveer R = 1.000. De studie beschrijft WISE 0855 als de koudste bekende bruine dwerg, met een temperatuur van 265 K.
| Onderdeel | Gerapporteerde waarde of bevinding |
| Meetduur | 11 uur |
| Tussenpoos tussen spectra | 15 minuten |
| Golflengtebereik | 2,87 tot 5,27 μm |
| Oplossend vermogen | Gemiddelde resolutie, R ≈ 1.000 |
| Sterkste veranderlijke signaal | Absorptie door koolmonoxide (CO), met een piek-tot-piekvariatie tot 10% op sommige golflengten |
| Samenhang tussen gassen | De variaties in CO en fosfine (PH₃) correleren volgens een analyse van hoofdcomponenten |
| Wolkeninterpretatie | Modellen ondersteunen onregelmatig verdeelde waterwolken; veranderingen in wolkdikte horen bij lagere druk dan de variaties in CO- en PH₃-concentraties |
Wolk- en gassignalen horen bij verschillende drukniveaus
De grootste variatie in het spectrum zat in de absorptie door CO. Een analyse van hoofdcomponenten, die samenhangende veranderingen in gegevens zichtbaar maakt, vond ook dat de CO- en PH₃-signalen met elkaar correleren. De vergelijking van de spectra met atmosferische en structuurmodellen ondersteunt daarnaast het beeld van onregelmatig verdeelde waterwolken waarvan de dikte verandert.
De modellen plaatsen die veranderingen in wolkdikte bij lagere druk dan de variaties in de hoeveelheden CO en PH₃. De signalen wijzen dus op veranderingen in verschillende delen van de atmosfeer. De wolkenstructuur is afgeleid uit spectra en modellen, niet rechtstreeks als een opgelost beeld vastgelegd.
265 K is geen vaste temperatuur voor wolkenvorming
De 265 K is de gerapporteerde temperatuur van WISE 0855, geen universele grens waarbij waterwolken ontstaan. Of een gas condenseert, hangt af van de plaatselijke temperatuur en druk en van de verzadigingsdampdruk: de druk waarbij een gas bij die omstandigheden begint over te gaan in vloeistof of vaste stof.
De wolkenlagen van Jupiter en Saturnus bieden vergelijkingsmateriaal, geen metingen van WISE 0855. Een planetaire-atmosfeerreferentie beschrijft daar wolken van ammoniak, ammoniumhydrosulfide en water, met benaderde condensatietemperaturen van respectievelijk 150 K, 200 K en 270 K. Omdat Saturnus een koudere atmosfeer heeft, liggen die lagen er dieper.
