אסטרונומים הצליחו למדוד לראשונה את מהירות הרוח בננס חום – גרם שמימי שבין כוכב לכת לכוכב שבת. תוצאות המחקר התפרסמו השבוע בכתב העת Science.
צוות החוקרים, בראשות קייטלין אלרס מאוניברסיטת באקנל, שילב תצפיות רדיו מ"המערך הגדול מאוד" (VLA) עם תצפיות בקרינה תת-אדומה מטלסקופ החלל שפיצר כדי למדוד את מהירות הרוח על הננס החום. לשם כך, הצוות הסתמך על שיטה קיימת למדידת מהירות הרוח על ענקי הגזים במערכת השמש שלנו, כמו צדק ושבתאי. "הופתענו לגלות שאף אחד עוד לא ניסה את זה", מסרה אלרס בהודעה לתקשורת.
כוכבים כושלים
האסטרונומים חקרו ננס חום בשם 2MASS J10475385+2124234, גרם שמימי בערך בגודל כוכב הלכת צדק – אבל מסיבי פי 40 ממנו. ננסים חומים נקראים גם "כוכבים כושלים", שכן הם מסיביים בהרבה מכוכבי לכת אבל לא מסיביים מספיק כדי לגרום להתכה גרעינית של המימן בליבותיהם – כפי שעושים כוכבים ובהם השמש שלנו. ננסים חומים נהגו לראשונה בשנות ה-60 של המאה שעברה, אז הם נקראו "ננסים שחורים", ואושרו בתצפית רק ב-1995.
402716main_pia12462-516.jpg
אז איך אלרס וצוותה מדדו מהירות רוחות של גרם שמימי המרוחק כ-34 שנות אור מאיתנו? חוקרים יודעים זה מכבר שמהירות הסיבוב של ענקים גזיים סביב צירם, כמו צדק ושבתאי, שונה סמוך לגרעין בהשוואה למהירות סיבובם בקצה האטמוספרה. את שתי המהירויות השונות האלה אפשר למדוד בפשטות, באמצעות שתי שיטות שונות: תצפיות רדיו, שמודדות את האינטראקציה בין אלקטרונים לשדה המגנטי שמתחולל בפנים כוכבי הלכת, ותצפיות באור תת-אדום, שמקורו בקצה האטמוספרה החיצונית שלהם. ההפרש במהירויות – האטמוספרה שנעה מהר יותר בהשוואה לפנים כוכב הלכת – הוא למעשה מהירות הרוחות על פני השטח. לחוקרים במחקר הנוכחי היה רעיון פשוט: מדוע לא להחיל את אותה שיטת מדידה בצדק ושבתאי על ננסים חומים רחוקים?
רוחות במהירות 2,283 קמ"ש
ממש כמו בצדק, מסתבר שגם האטמוספרה של הננס החום נעה מהר יותר ממהירות הסיבוב בפנים הננס. החוקרים תצפתו על הננס החום באמצעות המערך הגדול מאוד ב-2018 ומדדו את משך הסיבוב של הגרעין, ותצפתו על הננס החום באמצעות טלסקופ החלל שפיצר ב-2017 ו-2018 כדי למדוד את מהירות סיבוב האטמוספרה. לפי חישוביהם, האטמוספרה של הננס משלימה הקפה אחת סביב עצמה מדי 1.741 שעות, לעומת גרעין הננס שמשלים הקפה מדי 1.758 שעות. לפיכך מהירות הרוחות בננס החום היא בערך 2,283 קמ"ש. לשם השוואה, מהירות הרוח הממוצעת בצדק היא 370 קמ"ש "בלבד".
יתרה מכך, החוקרים הבחינו בשינויים מחזוריים בבהירות התת-אדומה של האטמוספרה של הננס האדום, שינויים הנגרמים ככל הנראה על ידי תופעות ארוכות שנים באטמוספרה – בדומה לסופת הכתם האדום הגדול בצדק.
בשנים האחרונות אסטרונומים מצליחים לחקור את האטמוספרות של גרמי שמים מחוץ למערכת השמש, כמו גשם הברזל שיורד בכוכב הלכת WASP-76b – אבל זאת הפעם הראשונה שהצליחו למדוד במישרין את מהירות הרוח בננס חום. כעת בכוונת החוקרים להשתמש בשיטה כדי לחקור את האטמוספרות של ננסים חומים נוספים וגם של כוכבי לכת חוץ-שמשיים.