Le nubi d’acqua di WISE 0855, la nana bruna più fredda conosciuta, diventano più dense e più sottili mentre l’atmosfera rimescola gas provenienti dagli strati profondi. I cambiamenti sono stati osservati per 11 ore con il telescopio spaziale James Webb, a intervalli di 15 minuti: una finestra diretta sulle condizioni meteorologiche di un mondo a 7,5 anni luce dalla Terra.
La ricerca, guidata da Brittany Miles dello Steward Observatory dell’Università dell’Arizona, è disponibile sul server di preprint arXiv ed è stata accettata per la pubblicazione su The Astrophysical Journal.
WISE 0855 si trova al confine tra le nane brune e i pianeti giganti. Le nane brune non hanno massa sufficiente per innescare la fusione nucleare che alimenta le stelle e brillano debolmente grazie al calore residuo della loro formazione. Con una massa pari a circa il doppio di quella di Giove e dimensioni quasi identiche, WISE 0855 somiglia a un pianeta gigante errante. La sua temperatura è di circa 265 kelvin, cioè −8 °C: il valore più basso tra le nane brune conosciute.
«È la prima volta che riusciamo a confermare che le nubi d’acqua si fanno più sottili e più dense su un mondo vicino», ha dichiarato Miles. «Prima del JWST avevamo solo dati fotometrici, che mescolavano gli effetti delle nubi, della chimica e della temperatura. Ora possiamo distinguerli».
Mentre WISE 0855 ruota, dalla Terra diventano visibili regioni con temperature e coperture nuvolose diverse. Lo spettrografo a media risoluzione di Webb ha seguito le variazioni nelle singole caratteristiche molecolari, permettendo ai ricercatori di separare segnali atmosferici che le osservazioni precedenti non riuscivano a distinguere.
I dati indicano che avvengono almeno due processi contemporaneamente: le nubi d’acqua ad alta quota cambiano spessore e i moti convettivi trasportano verso l’alto gas provenienti dagli strati più profondi. La convezione è il movimento di materiale causato dalle differenze di temperatura e densità.
Oltre alle variazioni legate alla rotazione, lo strumento ha rilevato un segnale ritmico, simile a un’onda, associato al monossido di carbonio e alla fosfina. Il calore interno della nana bruna rimescola questi gas e li spinge verso l’alto, collegando l’atmosfera profonda agli strati osservabili.
Un fenomeno simile si verifica su Giove, dove la convezione trasporta gas dagli strati profondi e caldi fino all’atmosfera visibile. Questo comportamento, chiamato chimica fuori equilibrio, era già stato osservato nelle nane brune; seguirne in tempo reale le variazioni nelle singole molecole aggiunge un nuovo livello di dettaglio.
«Vediamo le nubi d’acqua farsi più dense e più sottili, e i gas profondi salire e scendere: possiamo osservarne i cambiamenti in tempo reale», ha detto Miles.
I risultati potrebbero aiutare a interpretare anche atmosfere diverse da quella di WISE 0855. Nubi, moti convettivi e chimica collegano il comportamento di questo oggetto freddo ai processi che avvengono su Giove. «Anche se le nane brune non sono veri e propri pianeti, mostrano comportamenti simili a quelli planetari», ha osservato Miles. Queste somiglianze potrebbero essere utili per studiare gli esopianeti giganti gassosi osservati con Webb, pur tenendo conto delle differenze tra i singoli mondi.
Miles intende condurre ulteriori osservazioni per chiarire la rotazione di WISE 0855 e i movimenti tridimensionali della sua atmosfera. Un monitoraggio più lungo potrebbe mostrare meglio come cambiano insieme le nubi e i gas.
Fonte: interestingengineering.com
