Gli astronomi hanno utilizzato il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation e lo Spitzer Space Telescope della NASA per effettuare la prima misurazione della velocità del vento su una nana bruna, un oggetto di massa intermedia tra un pianeta e una stella.

Sulla base di fatti noti sui pianeti giganti Giove e Saturno nel nostro Sistema Solare, un team di scienziati guidato da Katelyn Allers della Bucknell University si è reso conto che era possibile misurare la velocità del vento di una nana bruna combinando le osservazioni radio del VLA e le osservazioni infrarosse di Spitzer.

"Quando ci siamo resi conto di questo, siamo rimasti sorpresi che nessun altro l'avesse già fatto, "Ha detto Aller.

Gli astronomi hanno studiato una nana bruna chiamata 2MASS J10475385+2124234, un oggetto più o meno delle stesse dimensioni di Giove, ma circa 40 volte più massiccio, a circa 34 anni luce dalla Terra. nane brune, a volte chiamato "stelle fallite, " sono più massicci dei pianeti, ma non abbastanza massicce da causare le reazioni termonucleari nei loro nuclei che alimentano le stelle.

"Abbiamo notato che il periodo di rotazione di Giove determinato dalle osservazioni radio è diverso dal periodo di rotazione determinato dalle osservazioni a lunghezze d'onda visibili e infrarosse, "Ha detto Aller.

quella differenza, lei spiegò, è perché l'emissione radio è causata da elettroni che interagiscono con il campo magnetico del pianeta, che affonda le sue radici nell'interno del pianeta, mentre l'emissione infrarossa proviene dalla parte superiore dell'atmosfera. L'atmosfera sta ruotando più velocemente dell'interno del pianeta, e la corrispondente differenza di velocità è dovuta ai venti atmosferici.

"Poiché ci aspettiamo che gli stessi meccanismi siano all'opera nella nana bruna, abbiamo deciso di misurare le sue velocità di rotazione con telescopi sia radio che infrarossi, " disse Giovanna Vos, del Museo Americano di Storia Naturale.

Hanno osservato 2MASS J10475385+2124234 con Spitzer nel 2017 e nel 2018, e ha scoperto che la sua luminosità infrarossa variava regolarmente, probabilmente a causa della rotazione di qualche elemento di lunga durata nella sua atmosfera superiore. Il team ha effettuato osservazioni VLA nel 2018 per misurare il periodo di rotazione dell'interno dell'oggetto.

Proprio come con Giove, hanno scoperto che l'atmosfera della nana bruna ruota più velocemente del suo interno, con una velocità del vento calcolata di circa 1425 miglia orarie. Questo è significativamente più veloce della velocità del vento di Giove, circa 230 miglia orarie.

"Questo concorda con la teoria e le simulazioni che prevedono velocità del vento più elevate nelle nane brune, "Ha detto Aller.

Gli astronomi hanno affermato che la loro tecnica può essere utilizzata per misurare i venti non solo su altre nane brune, ma anche su pianeti extrasolari.

"Poiché i campi magnetici degli esopianeti giganti sono più deboli di quelli delle nane brune, le misurazioni radio dovranno essere eseguite a frequenze inferiori a quelle utilizzate per 2MASS J10475385+2124234, disse Peter Williams del Centro di Astrofisica, Harvard e Smithsonian, e la Società Astronomica Americana.

"Siamo entusiasti che il nostro metodo possa ora essere utilizzato per aiutarci a comprendere meglio le dinamiche atmosferiche delle nane brune e dei pianeti extrasolari, "Ha detto Aller.

Aller, Vos, e Williams, insieme a Beth Biller dell'Università di Edimburgo, hanno riportato i loro risultati sulla rivista Scienza .