Widma z 11-godzinnej obserwacji WISE 0855 wykonanej instrumentem NIRSpec na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba (JWST) wskazują, że grubość niejednorodnych chmur wodnych w atmosferze tego brązowego karła się zmienia. Wniosek o chmurach wynika z porównania zmiennych widm z modelami atmosfery i jej struktury. Równocześnie badanie wykazało zmienność sygnału tlenku węgla (CO) oraz korelację zmian CO i fosfiny (PH₃).
Co NIRSpec zmierzył podczas 11 godzin
Badanie objęło widma w zakresie od 2,87 do 5,27 μm, rejestrowane co 15 minut. Zdolność rozdzielcza wynosiła około R = 1 000. Oznacza to, że badacze śledzili zmiany sygnałów przy różnych długościach fali, a nie tylko ogólną zmianę jasności obiektu.
| Element badania | Wartość lub wynik |
| Czas obserwacji | 11 godzin |
| Odstęp między widmami | 15 minut |
| Zakres długości fali | 2,87–5,27 μm |
| Zdolność rozdzielcza | R ≈ 1 000 |
| Najsilniejszy zmienny sygnał widmowy | Absorpcja CO; modulacja międzyszczytowa do 10% przy niektórych długościach fali |
| Zmiany gazów | Zmiany CO i PH₃ korelują w analizie głównych składowych |
| Interpretacja chmur | Modele wspierają obecność niejednorodnych chmur wodnych. Zmiany ich grubości zachodzą przy niższych ciśnieniach niż zmiany obfitości CO i PH₃ |
Sygnały gazów i chmur pochodzą z różnych poziomów
Absorpcja CO była najsilniej zmienną cechą widmową, a jej modulacja międzyszczytowa sięgała 10% przy niektórych długościach fali. Analiza głównych składowych, czyli metoda wykrywania współzmiennych wzorców w danych, wykazała korelację zmian CO i PH₃.
Porównanie widm z modelami atmosferycznymi i strukturalnymi wspiera wniosek, że w atmosferze WISE 0855 występują niejednorodne chmury wodne o zmiennej grubości. Modele umieszczają te zmiany przy niższych ciśnieniach niż zmiany obfitości CO i PH₃. To rozdziela dwa sygnały: zmiany grubości chmur oraz zmienność gazów w głębszych warstwach atmosfery.
Temperatura 265 K nie wyznacza uniwersalnego progu
WISE 0855 to brązowy karzeł, którego temperaturę badanie podaje jako 265 K. Nie ma jednej temperatury, przy której wszędzie powstają chmury wodne: kondensacja zależy od lokalnej temperatury, ciśnienia i warunków nasycenia pary danego gazu.
Dla porównania, w atmosferach Jowisza i Saturna warstwy chmur amoniaku, wodorosiarczku amonu i wody wiąże się w przybliżeniu z temperaturami odpowiednio 150 K, 200 K i 270 K. Chłodniejsza atmosfera Saturna umieszcza te warstwy głębiej. Są to wartości dotyczące tych gazowych olbrzymów, a nie pomiary warstw chmur WISE 0855.
