Международная группа астрономов впервые составила временную «погодную карту» самого холодного из известных коричневых карликов — WISE J085510.83-071442.5 (WISE 0855). Температура объекта достигает около 265 K, что делает его холоднее любой планеты в Солнечной системе и ставит его на границу между несостоявшимися звёздами и планетами-гигантами. Новые данные, полученные спектрографом NIRSpec космического телескопа JWST, говорят о подвижной атмосфере с облаками воды и турбулентными потоками угарного газа в разных слоях. Подробности основаны на первом блоке источника.

На протяжении 11 часов JWST непрерывно снимал спектры WISE 0855 с интервалом 15 минут. Это первый случай спектроскопии коричневого карлика в среднем инфракрасном диапазоне с таким разрешением по времени и детализацией. Предыдущие наблюдения опирались на широкополосную фотометику, которая смешивала вклад разных молекул, тогда как теперь спектр разбивается на компоненты и показывается, как пульсируют отдельные молекулы. Эти данные позволяют наблюдать динамику атмосферы в реальном времени. Подробности основаны на втором блоке источника.

Основную динамику демонстрирует угарный газ CO: в его полосах поглощения зафиксированы самые сильные колебания яркости — примерно 10% от пика к пику. Аналогично активно ведёт себя фосфин PH₃, хотя в более узких диапазонах. Анализ методом главных компонент подтвердил: вариации этих двух газов тесно скоррелированы, что указывает на общий механизм формирующий их поведение глубоко в атмосфере. При этом метан CH₄, аммиак NH₃ и водяной пар в зонах максимальной непрозрачности проявляют меньшую переменность. Подробности основаны на третьем блоке источника.

Учёные привлекли два семейства самосогласованных моделей атмосфер PICASO и coolTLUSTY, учитывающих неравновесную химию и конденсацию водяных облаков. Выявлено, что ни одна модель не может воспроизвести наблюдаемые изменения, если менять только температуру или только толщину облаков по отдельности. Потребовались оба фактора одновременно: верхние слои атмосферы WISE 0855, согласно выводам, покрыты водяными облаками, толщина и прозрачность которых меняются по вращению. Более глубокие, горячие слои дают избыточный CO и PH₃, указывая на конвекцию, выносящую газ в неравновесном состоянии. Подробности основаны на четвертом блоке источника.

Оценка турбулентности оказалась неожиданной: мощность вертикального перемешивания не возрастает с глубиной. Для CO характерен коэффициент турбулентной диффузии порядка 10⁶ см²/с, тогда как для PH₃ он примерно в три–шесть раз меньше — около 10¹ см²/с. Такое расхождение пока не объясняется в рамках стандартных моделей и может свидетельствовать о необходимости учёта необычного химического цикла фосфора или влияния металличности, отличной от солнечной. Подробности основаны на пятом блоке источника.

Со стороны наблюдателя атмосфера WISE 0855 выглядит бурной в экваториальных и средних широтах: присутствуют признаки джетов, а не гигантских устойчивых вихрей вроде Большого красного пятна Юпитера. Точный период вращения пока не установлен: имеются намёки на значения в диапазоне 5,4–5,6 часов, но сигнал нестабилен между эпохами, что может говорить о сложности многокомпонентной ветровой циркуляции. Подробности основаны на шестом блоке источника.

Полученные данные связывают погодные явления WISE 0855 с процессами, известными по газовым гигантам Юпитеру и Сатурну, и дают направление для будущих исследований: планируются более длинные серии наблюдений, чтобы разделить вклад вращения, зональной циркуляции и крупных волн в климатическую картину атмосферы коричневого карлика. Эти планы приведены в заключительном блоке источника.