Bruna dvärgar, de större kusiner till jätteplaneter, genomgår atmosfäriska förändringar från molnigt till molnfritt när de åldras och svalnar. Ett team av astronomer ledda av Carnegies Jonathan Gagné mätte för första gången temperaturen vid vilken denna förändring sker hos unga bruna dvärgar. Deras resultat, publicerad av Astrofysiska tidskriftsbrev , kan hjälpa dem att bättre förstå hur gasjätteplaneter som vårt eget solsystems Jupiter utvecklades.

Bruna dvärgar är för små för att upprätthålla vätefusionsprocessen som ger bränsle till stjärnor och låter dem förbli varma och ljusa under lång tid. Efter bildandet, bruna dvärgar svalnar långsamt och drar ihop sig med tiden – någon gång övergår de från tungt molntäckt till att ha helt klar himmel.

Eftersom de svävar fritt i rymden, bruna dvärgars atmosfäriska egenskaper är mycket lättare att studera än exoplaneternas atmosfärer, där ljuset från en central stjärna kan vara helt överväldigande.

I det här pappret, Gagné och hans kollegor — Katelyn Allers från Bucknell University; Christopher Theissen från University of California San Diego; Jacqueline Faherty och Daniella Bardalez Gagliuffi från American Museum of Natural History, och Etienne Artigau från Institutet för forskning om exoplaneter, Université de Montréal—fokuserad på en ovanligt rödbrun dvärg som heter 2MASS J13243553+6358281, som de kunde fastställa är ett av de närmast kända planetariska massobjekten till vårt solsystem.

Rödheten hos detta objekt hade tidigare föreslagits för att indikera att det faktiskt var ett binärt system, men forskargruppens resultat tyder på att det är ett enda fritt flytande planetariskt massobjekt.

De bekräftade att den är en del av en grupp på ungefär 80 stjärnor av liknande åldrar och kompositioner som driver tillsammans genom rymden, kallad AB Doradus flyttgrupp, som avslöjade att den är cirka 150 miljoner år gammal.

Genom att känna till objektets ålder och mäta dess ljusstyrka och avstånd, laget kunde bestämma dess sannolika radie, massa, och, framför allt dess temperatur.

De kunde sedan jämföra dess temperatur med den för en annan tidigare studerad brun dvärg i samma rörliga grupp – en som fortfarande var grumlig medan 2MASS J1324+6358 redan var molnfri. Detta gjorde det möjligt för dem att räkna ut vid vilken temperatur den molniga till molnfria övergången sker.

"Vi kunde begränsa punkten i nedkylningsprocessen där bruna dvärgar som J1324 övergår från molnigt till molnfritt, " förklarade Gagné

Skiftet sker ca 1, 150 grader kelvin, eller 1, 600 grader Fahrenheit, för objekt med planetmassa som är 150 miljoner år gamla som 2MASS J1324+6358 och andra medlemmar i AB Doradus flyttgrupp.

"Eftersom bruna dvärgar som den här är så analoga med gasjätteplaneter, denna information kan hjälpa oss att förstå några av de evolutionära processer som inträffade just här i vårt eget solsystems historia, " tillade Gagné.