天文學(xué)家已經(jīng)使用了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的卡爾·詹斯基超大型陣列(VLA)和美國(guó)宇航局的斯必澤太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)棕色矮星(物體質(zhì)量介于行星和恒星之間的中間物體)進(jìn)行了首次風(fēng)速測(cè)量。

基于已知的太陽(yáng)系中巨大的木星和土星的事實(shí)，由巴克內(nèi)爾大學(xué)的卡特琳·艾勒斯(Katelyn Allers)領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家意識(shí)到，他們可以通過(guò)結(jié)合來(lái)自VLA的無(wú)線電觀測(cè)和來(lái)自VLA的紅外觀測(cè)來(lái)測(cè)量棕矮星的風(fēng)速斯皮策。

Allers說(shuō)：“當(dāng)我們意識(shí)到這一點(diǎn)時(shí)，我們感到驚訝的是，沒(méi)有人做到這一點(diǎn)。”

天文學(xué)家研究了一個(gè)名為2MASS J10475385 + 2124234的棕色矮星，這個(gè)物體的大小與木星大致相同，但質(zhì)量大約是木星的40倍，距地球約34光年。褐矮星有時(shí)被稱為“失敗的恒星”，比行星還要重，但質(zhì)量不足以在其核心引起為恒星提供動(dòng)力的熱核反應(yīng)。

Allers說(shuō)：“我們注意到，由無(wú)線電觀測(cè)確定的木星旋轉(zhuǎn)周期不同于由在可見(jiàn)和紅外波長(zhǎng)處觀測(cè)確定的旋轉(zhuǎn)周期。”

她解釋說(shuō)，這種差異是因?yàn)闊o(wú)線電輻射是由與行星磁場(chǎng)相互作用的電子引起的，磁場(chǎng)與行星內(nèi)部的磁場(chǎng)根深蒂固，而紅外線則來(lái)自大氣層的頂部。大氣層的旋轉(zhuǎn)速度比行星內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)速度快，相應(yīng)的速度差異是由于大風(fēng)引起的。美國(guó)自然歷史博物館的約翰娜·沃斯說(shuō)：“由于我們期望在棕矮星中使用同樣的機(jī)制，因此我們決定用射電和紅外望遠(yuǎn)鏡來(lái)測(cè)量其旋轉(zhuǎn)速度。”

他們?cè)?017年和2018年用Spitzer觀測(cè)了2MASS J10475385 + 2124234，發(fā)現(xiàn)其紅外亮度有規(guī)律地變化，這可能是由于其高層大氣中一些長(zhǎng)壽命特征的旋轉(zhuǎn)所致。該團(tuán)隊(duì)在2018年進(jìn)行了VLA觀測(cè)，以測(cè)量物體內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)周期。

就像木星一樣，他們發(fā)現(xiàn)褐矮星的大氣旋轉(zhuǎn)得比其內(nèi)部快，計(jì)算出的風(fēng)速約為每小時(shí)1425英里。這比木星的風(fēng)速(約230 mph)快得多。

Allers說(shuō)：“這與預(yù)測(cè)棕矮星更高風(fēng)速的理論和模擬是一致的。”

天文學(xué)家說(shuō)，他們的技術(shù)不僅可以用來(lái)測(cè)量其他褐色矮星上的風(fēng)，而且可以用來(lái)測(cè)量太陽(yáng)系外行星上的風(fēng)。