HST 对 L/T 过渡型褐矮星的光谱测绘揭示云层厚度变化

大多数直接成像的巨系外行星比具有相似光谱的褐矮星更暗。为解释其相对的欠光度，人们提出了异常多云的大气层假说。然而，由于任意两个对象之间存在多个变化的参数，难以通过观测检验这一观点。我们提出了一种新方法，即利用高灵敏度的时间分辨哈勃空间望远镜近红外光谱学，研究两颗旋转的 L/T 过渡型褐矮星（2M2139 和 SIMP0136）。这些观测提供了褐矮星云层的空间和光谱分辨测绘。数据允许在其他参数不变的情况下研究云层结构的变化。我们发现这两颗褐矮星都表现出性质相同的变化：具有最小颜色和光谱变化的 J 波段和 H 波段亮度变化。我们的光变曲线模型表明，即使是最简单的表面亮度分布也需要至少三个椭圆形斑点。我们表明，对于每个源，光谱变化可以用仅两种不同光谱的线性组合来重现，即整个表面被两种不同类型的区域覆盖。联合模拟颜色变化和光谱变化揭示了斑驳的云层覆盖，由低亮度、低温的厚云与较亮、薄且温暖的云在空间上非均匀混合而成。我们表明，如果在我们的变化褐矮星目标中看到的相同厚云斑块扩展至整个光球层，其预测的近红外颜色/星等将与那些比具有相似光谱类型的褐矮星更冷、更暗的直接成像系外行星所占据的范围相匹配。这支持了厚云是导致这些欠光度系外行星近红外特性的原因的模型。