詹姆斯·韋伯太空望遠鏡看到的一顆棕矮星及其紅外發(fā)射的插圖。（圖片來源：uux.cn/NASA、詹姆周圍著系ESA、斯韋示棕CSA、伯太LEAH HUSTAK（太空望遠鏡科學(xué)研究所））
（神秘的空望地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（Robert Lea）：天文學(xué)家利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）驚人地發(fā)現(xiàn)了來自棕矮星或“失敗恒星”的甲烷排放
研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)表明，遠鏡隱藏這顆棕矮星具有極光的現(xiàn)可星特征，甚至可能被一顆未被發(fā)現(xiàn)的矮星外月球環(huán)繞。
JWST棕矮星的外衛(wèi)發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因為這些寒冷而孤立的失敗恒星世界預(yù)計溫度不足以讓甲烷發(fā)出紅外光。
這一發(fā)現(xiàn)是詹姆周圍著系JWST研究12顆棕矮星項目的結(jié)果。他們認為，斯韋示棕這些失敗的伯太恒星可以產(chǎn)生類似于地球北極光和南光的極光，以及木星和土星上看到的空望極光。這顆孤獨的遠鏡隱藏棕矮星附近沒有恒星，這可能意味著它上面的極光是由一個隱藏的活躍月球產(chǎn)生的。
研究小組調(diào)查了距離地球47光年的冷棕矮星CWISEP J193518.59–154620.3（W1935）。雖然W1935的質(zhì)量受到了很差的限制，從木星的6到35倍不等，但它的表面溫度約為400華氏度（204攝氏度）。這大約是你烤巧克力餅干（失敗的布朗尼？）的溫度。
美國自然歷史博物館團隊負責人兼高級教育經(jīng)理杰基·法赫蒂在一份聲明中表示：“預(yù)計巨行星和棕矮星中會有甲烷氣體，但我們通常會看到它吸收光線，而不是發(fā)光。”。“一開始我們對自己看到的東西感到困惑，但最終，這轉(zhuǎn)化為對這一發(fā)現(xiàn)的純粹興奮。”
為什么有些恒星會失敗？
棕矮星有一個不幸的綽號“失敗的恒星”，因為盡管它們像恒星一樣直接由坍塌的氣體和塵埃云形成，但它們沒有足夠的質(zhì)量在核心觸發(fā)氫與氦的核聚變。
這是一個定義主序星的過程，因此從技術(shù)上講，質(zhì)量大于最大行星但小于最小恒星的棕矮星“無法”達到這一狀態(tài)。
Faherty和同事們在用JWST觀察幾顆棕矮星時，注意到W1935很相似，但有一個有趣的區(qū)別：它正在釋放甲烷，這是以前在失敗的恒星周圍從未見過的。
W1935模型顯示，這顆特殊的棕矮星也有所謂的“溫度反轉(zhuǎn)”。這是一種行星大氣層在更深層次變得更冷的現(xiàn)象。這通常發(fā)生在圍繞恒星運行的行星上，這些恒星從上到下加熱大氣層，但W1935沒有出現(xiàn)這種情況，因為棕矮星是孤立的，沒有外部熱源。
團隊成員、赫特福德大學(xué)科學(xué)家Ben Burningham在聲明中表示：“當模型清楚地預(yù)測到溫度反轉(zhuǎn)時，我們感到驚喜。”。“但我們也必須弄清楚額外的高層大氣熱量是從哪里來的。”
韋布的NIRCam拍攝的木星合成圖像，顯示了木星的光環(huán)及其兩顆衛(wèi)星阿瑪爾西亞和阿德拉斯特。木星兩極周圍的藍光是極光。（圖片來源：uux.cn/NASA、ESA、CSA、Jupiter ERS團隊；Ricardo Hueso（UPV/EHU）和Judy Schmidt進行圖像處理。）
為了解開這個謎團，研究小組將目光投向了太陽系的氣態(tài)巨星木星和土星。這兩個氣體巨頭都有甲烷排放，而且都有溫度反轉(zhuǎn)的大氣層。
對于木星和土星來說，甲烷排放和溫度反轉(zhuǎn)的原因是極光，這讓Faherty和團隊得出結(jié)論，這就是JWST在W1935附近探測到的。最大的問題是，是什么驅(qū)動了W1935的極光？
這是一個問題，因為太陽風——來自太陽的帶電粒子流——是木星、土星和地球極光的主要驅(qū)動力。這些帶電粒子撞擊行星的磁場，沿著磁力線傳播，與大氣中的粒子相互作用。這會加熱大氣層的上層，并導(dǎo)致地球兩極附近的光發(fā)射。然而，由于沒有主星用恒星風吹出W1935，這一過程不可能是孤獨的棕矮星極光的主要驅(qū)動力。
然而，木星和土星的極光有一個次要的驅(qū)動因素，即帶電粒子由于其活躍的衛(wèi)星向太空噴出物質(zhì)而流入氣態(tài)巨星。例如，木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一是太陽系中火山噴發(fā)最多的天體，向太空噴出數(shù)十英里的熔巖，而土星的衛(wèi)星恩克拉多斯則向太空噴出間歇泉，其中含有水蒸氣和其他物質(zhì)，當它撞擊太空時，這些物質(zhì)會同時結(jié)冰和沸騰。
因此，W1935的極光沒有恒星或恒星風，這表明這顆棕矮星可能被活躍的月球環(huán)繞。
在科學(xué)家首次確認棕矮星的存在之前，還需要更多的證據(jù)。在此之前，這些初步跡象讓我們得以深入了解JWST自2022年夏天開始將其對宇宙的觀測發(fā)回地球以來的影響力。
Faherty總結(jié)道：“每次天文學(xué)家將JWST指向一個物體，都有可能出現(xiàn)一個令人震驚的新發(fā)現(xiàn)。”。“當我們開始這個項目時，甲烷排放并沒有出現(xiàn)在我的雷達上，但現(xiàn)在我們知道它可能存在，而且它的解釋非常誘人，我一直在關(guān)注它。這是科學(xué)發(fā)展的一部分。”
該團隊的研究成果今天（4月17日）發(fā)表在《自然》雜志上。
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