Met behulp van opnamen van de Webb-ruimtetelescoop heeft een internationaal onderzoeksteam, onder wie Stanimir Metchev (Western University, Canada), een verklaring gevonden voor het feit dat sommige bruine dwergen reusachtige stofstormen vormen, wat in tegenspraak is met eerdere aannames. Deze stormen lijken misschien op de iconische Grote Rode Vlek van Jupiter, maar uit het nieuwe onderzoek blijkt dat ze in werkelijkheid op een heel andere manier ontstaan (Science Advances, 26 November).
Bruine dwergen – ook wel ‘super-Jupiters’ genoemd – zijn hemellichamen met meer massa dan een reuzenplaneet en minder dan een kleine ster. Omdat ze geen waterstoffusie in hun kern in stand kunnen houden, koelen ze na hun vorming af en beginnen ze na verloop van miljarden jaren sterk op reuzenplaneten te lijken. Daardoor zijn bruine dwergen geschikt vergelijkingsmateriaal voor het onderzoek van de atmosferen van grote exoplaneten (planeten die om andere sterren dan onze zon draaien).
‘Astronomen zijn er over het algemeen van uitgegaan dat bruine dwergen zich gedragen zoals Jupiter, met sterke oost-west gerichte banden en stabiele wervelstormen’, zegt Metchev. ‘Ons onderzoek vecht dat idee aan en suggereert dat sommige van deze werelden toch niet het patroon van Jupiter volgen. Door de veranderende lichtpatronen van een super-Jupiter te modelleren, laten we zien dat de atmosfeer ervan op een fundamenteel andere manier kan circuleren.’
De afgelopen jaren hebben Metchev en zijn team aangetoond dat in de atmosferen van veel bruine dwergen niet alleen veel stormsystemen voorkomen, maar ook wolken van stof of ‘zand’. Een goed voorbeeld daarvan is de warme bruine dwerg VHS 1256B. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat dit objeect een grote ‘amplitudevariabiliteit’ vertoont, wat betekent dat zijn helderheid in de loop van de tijd sterk op en neer gaat. Zulke variaties duiden meestal op spectaculaire atmosferische kenmerken, zoals de recent ontdekte grote stofstormen.
Op basis van deze bevindingen hebben Metchev en zijn collega’s de atmosfeer van VHS 1256B gesimuleerd om deze aan te passen aan de grote variabiliteit, en dit nieuwe model vergeleken met waarnemingen van Webb. Het gesimuleerde model laat zien dat de variabiliteit van VHS 1256B op een heel andere manier ontstaat dan die van Jupiter, namelijk door grootschalige equatoriale golven.
Deze golven, die het gevolg zijn van temperatuurongelijkheden die ontstaan doordat wolken nabij de evenaar de atmosfeer opwarmen, veroorzaken grote stofstormen die zich van oost naar west verplaatsen. Dit verschijnsel, dat bekendstaat als ‘cloud-radiative feedback’, verklaart zowel de sterke helderheidsveranderingen die op VHS 1256B worden waargenomen als de langzame, langdurige verschuivingen in de helderheidskromme die worden veroorzaakt door stofstormen die in de loop van de tijd opschuiven en veranderen.
Het onderzoek toont ook aan dat super-Jupiters zoals VHS 1256B zich heel anders gedragen dan Jupiter, voornamelijk omdat hun atmosfeer veel heter is en veel sterker op straling reageert. Deze snelle reactie veroorzaakt grootschalige equatoriale golven en voorkomt de vorming van meervoudige Jupiter-achtige zonale banden. (EE)
‘Super-Jupiters’ lijken niet per se op Jupiter
