Des observations uniques ont permis d'examiner l'atmosphère stratifiée et turbulente de la planète "super-Jupiter" en utilisant l'exemple d'une naine brune voisine.
La géante gazeuse Beta Painter b est l'une des exoplanètes les plus étudiées, même photographiée directement. Il est situé à 63 années-lumière de nous, a une masse sept fois la masse de Jupiter et 1,65 fois le diamètre. Beta Painter b est appelé "super-Jupiters" - des planètes qui peuvent gagner une masse plusieurs fois, et parfois des dizaines de fois plus que celle de Jupiter.
À bien des égards, les "super-Jupiters" sont proches des naines brunes, qui, à leur tour, occupent une position intermédiaire entre les planètes et les étoiles. Cependant, les "super-Jupiters" sont étroitement liés à leurs étoiles et sont éclipsés par leur lumière, et les naines brunes sont indépendantes. Par conséquent, pour étudier l'atmosphère de Beta Painter b, les astronomes ont décidé de considérer la naine brune 2MASS J22081363 + 2921215, similaire à la planète en taille et en température, mais en vol libre. De plus, le nain et Beta Painter b sont inclus dans le groupe de jeunes étoiles les plus proches de nous, unies par un mouvement commun et, apparemment, par origine.
Les télescopes au sol ne sont pas très adaptés à de telles observations, car certaines des ondes infrarouges importantes sont absorbées lorsqu'elles traversent l'atmosphère terrestre. Par conséquent, les scientifiques ont utilisé le spectrographe MOSFIRE de l'observatoire Keck, qui couvre un champ de vision relativement large. Grâce à cela, des étoiles sont tombées dedans avec la naine brune. Elena Manjavacas et ses collègues écrivent à ce sujet dans un article qui a été accepté pour publication dans The Astronomical Journal et est disponible dans la bibliothèque de préimpression en ligne arXiv.org.
En comparant leur spectre, qui traversait l'atmosphère, avec le spectre "initial" précédemment établi, les scientifiques ont pu déterminer quelles raies et comment exactement étaient absorbées dans l'air. Et cela, à son tour, a permis de reconstituer le spectre "original" de la naine brune et d'examiner son atmosphère. A 12 fois la taille de Jupiter, il s'est avéré assez chaud: la température était estimée à 1500°C. De plus, la naine brune tourne rapidement, effectuant une révolution complète toutes les trois heures et demie, de sorte que de puissants tourbillons turbulents ne s'atténuent pas dans l'atmosphère.
Pendant deux heures et demie d'observations, l'instrument MOSFIRE a également examiné des zones de lumière en mouvement individuelles - tout cela suggère que l'atmosphère est remplie de nuages à travers lesquels le rayonnement infrarouge de la naine chaude traverse. A haute altitude, ces nuages contiennent de l'iodure de potassium et du silicate de magnésium, le potassium inférieur est remplacé par du sodium, et encore plus loin, en profondeur, des nuages d'oxyde d'aluminium apparaissent. La profondeur totale de l'atmosphère est estimée à 718 kilomètres; Beta the Painter b est censé avoir une structure similaire.