James Webb откри емисии на метан от кафяво джудже

С помощта на космическия телескоп James Webb на NASA/ESA/CSA, астрономи доловиха емисии на метан от CWISEP J193518.59-154620.3 (накратко W1935) – кафяво джудже с температура приблизително 482 K (208°C). Техните открития също предполагат, че W1935 генерира полярни сияния подобни на тези, наблюдавани на нашата планета, както и на Юпитер и Сатурн.

Кафявото джудже беше открито съвместно от Дан Каселдън, граждански научен доброволец от Backyard Worlds: Planet 9, и екипа CatWISE на NASA. То се намира на около 47 светлинни години от нас в съзвездието Стрелец (Sagittarius). Масата на W1935 не е добре известна, но вероятно варира между 6 и 35 пъти масата на Юпитер.

След като изследва редица кафяви джуджета с Webb, д-р Джаки Фахърти от Американския природонаучен музей и неговите колеги забелязаха, че W1935 изглежда подобнона тях, но с една поразителна разлика. То излъчва метан – нещо, което никога не е откривано преди при кафяво джудже.

„Метан под формата на газ се очаква при гигантски планети и кафяви джуджета, но обикновено го виждаме да поглъща светлина, а не да свети“, каза д-р Фахърти. „Първоначално бяхме объркани от това, което виждаме, но в крайна сметка недоумението ни се трансформира в чисто вълнение от откритието.“

Компютърното моделиране доведе до още една изненада: W1935 вероятно има температурна инверсия. Това е феномен, при който атмосферата става по-топла с увеличаване на надморската височина. Температурни инверсии могат лесно да възникнат на планети, обикалящи около звезди, но кафявото джудже е изолирано, без очевиден външен източник на топлина.

Полярни сияния

„Бяхме приятно шокирани, когато моделът ясно предсказа температурна инверсия“, каза д-р Бен Бърнингам, астроном от университета в Хартфордшир. „Но освен това трябваше да разберем откъде идва тази допълнителна топлина в горните слоеве на атмосферата.“

За да анализират, астрономите разгледаха изследванията на Юпитер и Сатурн, които показват емисии на метан и имат температурни инверсии. Вероятната причина за тази характеристика на гигантите в Слънчевата система е полярното сияние, поради което изследователите предположиха, че са открили същия феномен на W1935. Те знаят, че един от основните двигатели на полярните сияния на Юпитер и Сатурн са високоенергийни частици от Слънцето, които взаимодействат с магнитните полета и атмосферите на планетите, нагрявайки горните слоеве.

Това е и причината за полярните сияния, които виждаме на Земята, обикновено наричани северно или южно сияние, тъй като те са най-близо до полюсите. Но без звезда домакин за W1935, звезден вятър не може да допринесе за обяснението. Има и още една причина за полярните сияния в нашата Слънчева система.

И Юпитер, и Сатурн имат активни луни, които от време на време изхвърлят вещество в космоса, което взаимодейства с планетите и засилват полярните сияния на тези светове. Спътникът на Юпитер Йо е най-вулканично активният свят в Слънчевата система, изхвърляйки фонтани от лава на десетки километри височина, а спътникът на Сатурн Енцелеад изхвърля водни пари от гейзерите си, които едновременно замръзват и кипват, когато достигнат космоса.

Необходими са повече наблюдения, но изследователите спекулират, че едно от обясненията за полярното сияние на W1935 може да е съществуването на активен, но все още неоткрит спътник.

„Всеки път, когато астроном насочи Webb към обект, има шанс за ново невероятно откритие“, каза д-р Фахърти.

Официалната публикация можете да намерите тук.