Brown dwarfs and giant gas extrasolar planets have cold atmospheres with rich chemical compositions from which mineral cloud particles form. Their properties, like particle sizes and material composition, vary with height, and the mineral cloud particles are charged due to triboelectric processes in such dynamic atmospheres. The dynamics of the atmospheric gas is driven by the irradiating host star and/or by the rotation of the objects that changes during its lifetime. Thermal gas ionisation in these ultra-cool but dense atmospheres allows electrostatic interactions and magnetic coupling of a substantial atmosphere volume. Combined with a strong magnetic field , a chromosphere and aurorae might form as suggested by radio and x-ray observations of brown dwarfs. Non-equilibrium processes like cosmic ray ionisation and discharge processes in clouds will increase the local pool of free electrons in the gas. Cosmic rays and lighting discharges also alter the composition of the local atmospheric gas such that tracer molecules might be identified. Cosmic rays affect the atmosphere through air showers in a certain volume which was modelled with a 3D Monte Carlo radiative transfer code to be able to visualise their spacial extent. Given a certain degree of thermal ionisation of the atmospheric gas, we suggest that electron attachment to charge mineral cloud particles is too inefficient to cause an electrostatic disruption of the cloud particles. Cloud particles will therefore not be destroyed by Coulomb explosion for the local temperature in the collisional dominated brown dwarf and giant gas planet atmospheres. However, the cloud particles are destroyed electrostatically in regions with strong gas ionisation. The potential size of such cloud holes would, however, be too small and might occur too far inside the cloud to mimic the effect of, e.g. magnetic field induced star spots.
褐色矮星と巨大ガス系外惑星は、豊かな化学組成を持つ冷たい大気を有しており、そこから鉱物性の雲粒子が形成される。粒子サイズや物質組成といったそれらの特性は高度によって変化し、鉱物性の雲粒子は、そのような動的な大気中での摩擦帯電過程によって帯電する。大気ガスの力学は、照射する主星および／またはその寿命の間に変化する天体の自転によって駆動される。これらの超低温だが高密度の大気における熱電離は、かなりの体積の大気において静電相互作用と磁気結合を可能にする。強い磁場と組み合わさることで、電離圏とオーロラが形成される可能性があり、これは褐色矮星の電波およびX線観測によって示唆されている。宇宙線電離や放電過程のような非平衡過程は、ガス中の局所的な自由電子プールを増加させる。宇宙線と放電はまた、局所的な大気ガスの組成を変化させ、その結果、トレーサー分子が特定される可能性がある。宇宙線は、ある体積内での空気シャワーを通じて大気に影響を及ぼし、その空間的広がりを可視化するために3次元モンテカルロ放射伝達コードを用いてモデル化された。大気ガスのある程度の熱電離を前提とすると、電子付着による鉱物性雲粒子の帯電は、衝突支配的な褐色矮星および巨大ガス惑星の大気中の局所温度において、雲粒子の静電破壊を引き起こすには非効率的であると我々は提案する。したがって、雲粒子はクーロン爆発によって破壊されることはないであろう。しかしながら、雲粒子は強いガス電離を伴う領域では静電的に破壊される。そのような雲の穴の潜在的なサイズは小さすぎ、また雲の内部で発生する位置が深すぎるため、例えば磁場によって誘起される星の黒点の効果を模倣することはできないであろう。