Wildes Wetter: Eisenregen auf gescheiterten Sternen

Seit ihrer Entdeckung vor 11 Jahren haben braune Zwerge Wissenschaftler verblüfft. Zuerst war es die Frage, wie man sie kategorisiert. Diese Himmelskörper sind zu massiv, um ein Planet zu sein und nicht groß genug, um ein Stern zu sein. Jetzt untersuchen Wissenschaftler erstaunliche Wettermuster an braunen Zwergen, die mit Jupiters Great Red Spot und sogar den intensiven Hurrikanen der Erde konkurrieren könnten.

Manchmal auch "gescheiterte Sterne" genannt, sind Braune Zwerge zu klein, um die Verschmelzung von Wasserstoff auszulösen, der Sterne wie unsere Sonne für Milliarden von Jahren hält. Stattdessen werden braune Zwerge über zehn Millionen Jahre langsam abgekühlt und verblassen.

Inzwischen ist das Wetter auf diesen seltsamen Objekten eines der wildesten in der Galaxie.

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Die Untersuchung von Braunen Zwergen hat sich jedoch als schwierig erwiesen. "Diese Objekte sind sehr weit weg und alles ist nur ein Lichtpunkt", erklärte Adam Burgasser vom Massachusetts Institute of Technology.

Um einen besseren "Blick" auf Braune Zwerge zu bekommen, haben sich Wissenschaftler wie Burgasser und Katharina Lodders, ein leitender Wissenschaftler im Planetary Chemistry Lab der Washington University in St. Louis, auf infrarotfähige Teleskope und mathematische Modelle verlassen. So sieht das Bild aus:

Die Atmosphäre enthält hauptsächlich Gase, einschließlich gasförmigem Eisen und Silikat. Bei heißeren Temperaturen - 2.000 Grad Kelvin -, typisch für jüngere braune Zwerge, bleibt das Eisen in seiner Gasphase. Mit der Zeit, wenn der glühende Körper abkühlt, kondensiert das Eisen zu eisenreichen Wolken und Tröpfchen von flüssigem Eisenregen.

Das war an sich unerwartet.

"Wir denken, dass Wolken auf Planeten wie der Erde oder Jupiter sind, also ist es irgendwie komisch, an eine Wolke auf einem Stern zu denken", sagte Burgasser kürzlich.

Und wenn es regnet, gießt es: Burgasser und sein Team finden nicht nur diese metallischen Wolken, sondern auch heftige Stürme. Die Thermodynamik würde voraussagen, dass die Braunen Zwerge Hitze freisetzen würden, ähnlich wie bei einer kühlenden Glut. Aber die Astronomen fanden heraus, dass die älteren und kühleren braunen Zwerge heller glänzten als die wärmeren jüngeren.

"Diese braunen Zwerge sind viel heller, als sie sein sollten, und die einzige Möglichkeit dafür ist, dass die Wolken sehr plötzlich verschwinden, so dass du einen sehr heißen braunen Zwerg hast, der viel Licht aussendet, aber nicht Ich habe die gleichen Wolken «, sagte Burgasser.

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Die plausibelste Erklärung ist ein Hurrikan außerhalb der Charts, der durch die Gegend dröhnt und die Wolken räumt. Wenn die Wolken auf natürlichem Weg abkühlen würden, wenn das Objekt abkühlt, könnte das etwa eine Milliarde Jahre dauern und einen kühlen braunen Zwerg zurücklassen, sagte Burgasser. Er erwartet, dass diese Lichtungen 100-mal so schnell sein müssen, eine "blitzschnelle" Zeit von 10 Millionen Jahren.

Aber was verursacht die Bewölkung? Beim Abkühlen sinkt die Wolkenschicht eines braunen Zwerges näher an seine Oberfläche.

"Da sich die Wolken tiefer in der Atmosphäre bilden, sind sie empfindlicher für die Winde und die konvektiven Bewegungen in der Atmosphäre", sagte Mark Marley, Wissenschaftler am NASA Ames Research Center.

"Diese Dynamik oder dieses" Wetter "führt wahrscheinlich zur Zerstörung der Wolken", sagte Marley per E-Mail und fügte hinzu, dass er und andere an vielversprechenden Ideen arbeiten, um den Cloud-Clearing-Mechanismus zu erklären.

Aber es gibt noch viele unbeantwortete Fragen, sagten die Astronomen. Wie sehen diese Stürme aus? "Wir haben keine Teleskope, die groß genug sind, um die Oberflächen dieser Objekte aufzulösen. Es gibt also wirklich keine Möglichkeit, die Wolken auf braunen Zwergen zu beobachten", sagte Burgasser.

Burgasser prognostiziert, dass in den nächsten 10 bis 15 Jahren sehr große Teleskope existieren werden, die es ermöglichen, detailliertere Informationen über diese Stürme zu erhalten. Also müssen wir dran bleiben.

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Dieser Artikel ist Teil der wöchentlichen Mystery Monday-Serie von ProfoundSpace.org.