Вебб знайшов коричневого карлика з полярними сяйвами
Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба несподівано відкрили, що коричневий карлик W1935 має інфрачервоні емісійні лінії метану. Це незвично, оскільки коричневий карлик холодний, не має материнської зорі та не має видимого джерела енергії для верхніх шарів атмосфери. Команда припускає, що емісія метану може бути пов'язана з процесами, що генерують полярні сяйва.
Емісія метану в таких газових гігантах, як Юпітер, пов'язане з полярними сяйвами, і команда припускає, що подібний механізм може діяти і в коричневому карлику W1935, розповідають OstanniPodii.com.
Виявлення інфрачервоної емісії метану в холодному коричневому карлику W1935, який не має зорі-господаря, є загадкою. Зазвичай авроральні процеси пов'язують з викидами метану від зоряного вітру в таких газових гігантах, як Юпітер. Однак для ізольованих коричневих карликів без зоряного вітру джерело енергії у верхніх шарах атмосфери незрозуміле.
Команда припускає, що внутрішні процеси, подібні до тих, що відбуваються на Юпітері та Сатурні, або зовнішні взаємодії з міжзоряною плазмою чи сусіднім активним супутником можуть пояснити спостережувану емісію метану. Для розгадки цього гостроцікавого явища необхідні подальші дослідження.
Група астрономів загалом дослідила за допомогою Вебба 12 коричневих карликів. Їхню увагу привернули два зразки - W1935 і W2220, які виявилися близькими за складом, яскравістю, температурою та спектральними характеристиками, за винятком несподіваної емісії метану в W1935.
Але, у той час як W2220 демонстрував очікуване поглинання метану, W1935 демонстрував емісію.
Процеси, подібні до полярних сяйв у коричневих карликах, позбавлених зоряного вітру, ставлять питання про джерело енергії в їхніх верхніх шарах атмосфери, натякаючи на внутрішні чи зовнішні механізми, відмінні від тих, що діють у газових гігантах нашої Сонячної системи.
Джекі Фаерті, астрономка з Американського музею природничої історії в Нью-Йорку, сказала: "Ми очікували побачити метан, тому що метан повсюди присутній в цих коричневих карликах. Але замість того, щоб поглинати світло, ми побачили протилежне: метан світився. Моєю першою думкою було: "Що за чортівня? Чому з цього об'єкта виділяється метан?"
Команда використовувала комп'ютерні моделі, щоб зрозуміти причину викиду метану. У випадку W2220 очікуваний розподіл енергії в атмосфері показав тенденцію до охолодження зі збільшенням висоти. Однак модель для W1935 показала температурну інверсію, коли атмосфера стає теплішою зі збільшенням висоти.
Ця несподівана інверсія свідчить про наявність унікальних процесів або взаємодій, які відрізняються від загальноприйнятих очікувань, підкреслюючи складну та гостроцікаву природу цих далеких, ізольованих коричневих карликів.
Бен Бернінгем, співавтор дослідження з Хартфордширського університету в Англії та провідний моделювальник, сказав: "Ця температурна інверсія дійсно спантеличує. Ми бачили це явище на планетах з найближчою зорею, яка може нагрівати стратосферу, але спостерігати його в об'єкті без очевидного зовнішнього джерела тепла - це дико".
Команда звернулася до нашої Сонячної системи в пошуках аналогів, щоб розгадати таємницю несподіваної температурної інверсії, що спостерігалася в атмосфері W1935. Планети, такі як Юпітер і Сатурн, які також демонструють температурні інверсії, розглядалися в якості прикладів, щоб отримати уявлення про атмосферні процеси далекого коричневого карлика.
Хоча конкретні механізми нагрівання стратосфери газових гігантів Сонячної системи не до кінця зрозумілі, поточні дослідження вказують на потенційний внесок зовнішнього нагрівання полярними сяйвами та. внутрішнього перенесення енергії з глибших шарів атмосфери, причому авроральні процеси є провідним поясненням.
W1935 - перший авроральний кандидат за межами нашої Сонячної системи, в якому спостерігається викид метану. Примітно, що це також найхолодніший авроральний кандидат, який спостерігався за межами нашої Сонячної системи, з ефективною температурою близько 200 градусів за Цельсієм.
Це робить W1935 приблизно на 300 градусів теплішим за Юпітер, що є значною відмінністю, враховуючи його статус холодного, ізольованого коричневого карлика без материнської зорі. Несподівана емісія метану, виявлена у його верхніх шарах атмосфери, додає інтриги цьому небесному об'єкту.
Фаерті сказала: "З W1935 ми тепер маємо дивовижне продовження явища Сонячної системи без зоряного випромінювання, яке можна пояснити. Завдяки Веббу ми можемо дійсно "відкрити капот" хімії і зрозуміти, наскільки схожими або відмінними можуть бути авроральні процеси за межами нашої Сонячної системи".
Ці результати представлені на 243-му засіданні Американського астрономічного товариства в Новому Орлеані.