Chmury występują w naszym Układzie Słonecznym w wielu smakach, od ziemskich kłębków pary wodnej do pasm amoniaku na Jowiszu. Astronomowie wywnioskowali również obecność „obłoków pozasłonecznych” na planetach poza Układem Słonecznym (SN: 9/11/19).
Jednak jedyne obłoki pozasłoneczne, które zostały bezpośrednio wykryte, znajdowały się na niebie brązowych karłów – niewyraźnych, rumianych kul, które są zbyt duże, by być planetami, ale zbyt małe i chłodne, by być gwiazdami. W 2004 roku astronomowie wykorzystali należący do NASA Kosmiczny Teleskop Spitzera do obserwacji brązowych karłów i zauważyli widmowe sygnatury piasku – a dokładniej ziaren minerałów krzemianowych takich jak kwarc i oliwin. Kilka kolejnych nieśmiałych przykładów obłoków piasku zauważono w 2006 i 2008 roku.
Pływając w jednym z takich obłoków czułbyś się jak podczas burzy piaskowej, mówi planetarysta Mark Marley z University of Arizona w Tucson, który był zaangażowany w jedno z tych wczesnych odkryć. „Gdybyś mógł wziąć z niego gałkę i przynieść do domu, miałbyś gorący piasek”.
Astronomowie w tamtym czasie znaleźli sześć przykładów takich krzemianowych obłoków. „W pewnym sensie pomyślałem, że to jest to” – mówi Marley. Teoretycznie, powinno być znacznie więcej niż sześć brązowych karłów z piaszczystym niebem. Ale części teleskopu Spitzera skończyło się chłodziwo w 2009 roku i nie był już w stanie mierzyć chemii podobnych obłoków.
Kiedy Suárez przeglądał archiwalne dane ze Spitzera na potrzeby innego projektu, zdał sobie sprawę, że istnieją niepublikowane lub niezanalizowane dane dotyczące dziesiątek brązowych karłów. Przeanalizował więc wszystkie niskomasowe gwiazdy i brązowe karły, które Spitzer kiedykolwiek zaobserwował, w sumie 113 obiektów, z których 68 nigdy wcześniej nie było publikowanych, donosi zespół w lipcowym Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
„To dla mnie bardzo imponujące, że to się ukrywało na widoku” – mówi Marley.
Nie każdy brązowy karzeł w próbce wykazywał silne oznaki obłoków krzemianowych. Ale razem, brązowe karły podążały za wyraźnym trendem. W przypadku karłów i gwiazd o niskiej masie, gorętszych niż około 1700˚ Celsjusza, krzemiany występują w postaci pary, a obiekty nie wykazują oznak obłoków. Ale poniżej tej temperatury zaczynają pojawiać się oznaki chmur, stając się najgrubszymi około 1300˚ C. Następnie sygnał znika dla brązowych karłów, które są chłodniejsze niż około 1000˚ C, ponieważ chmury zapadają się głęboko w atmosfery.
Odkrycie potwierdza wcześniejsze podejrzenia, że obłoki krzemianowe są szeroko rozpowszechnione i ujawnia warunki, w jakich się tworzą. Ponieważ brązowe karły rodzą się gorące i z czasem ochładzają się, większość z nich powinna zobaczyć każdą fazę ewolucji obłoku piaskowego w miarę starzenia się. „Uczymy się, jak żyją te brązowe karły” – mówi Suárez. Przyszłe badania mogą ekstrapolować wyniki, aby lepiej zrozumieć atmosfery na planetach takich jak Jowisz, zauważa.
