Космический телескоп НАСА «Джеймс Уэбб» обнаружил признаки возможных полярных сияний на изолированном коричневом карлике

Коричневые карлики — очень необычные небесные объекты. Они формируются как звезды, но недостаточно массивны, чтобы в их ядре начался ядерный синтез, поэтому звездами они не становятся. Некоторые из них размером с планету, с облаками и турбулентными атмосферами, хотя на самом деле они не похожи на планеты. Некоторые из них имеют полярные сияния, которое мы видим на Земле. Однако не совсем понятно, как это происходит.

Коричневый карлик W1935 — именно такой объект. Астрономы наблюдали за ним с помощью JWST и ожидали увидеть в его атмосфере метан, который очень часто встречается у коричневых карликов. Практически, инфракрасный свет имеет большой провал на определенной длине волны, что является признаком присутствия метана, поскольку метан поглощает этот свет. Но команда не увидела поглощения — они увидели эмиссию. Что-то заставляет метан светиться.

«Мы ожидали увидеть метан, потому что он повсюду в этих коричневых карликах. Но вместо того, чтобы поглощать свет, мы увидели прямо противоположное: Метан светился.» — говорится в заявлении ведущего исследователя Джеки Фаэрти, астронома из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке.

Эмиссия метана была замечена на Юпитере и Сатурне, и это связано с возникновением полярной активностью. Полярные сияния на планетах-гигантах возникают из-за взаимодействия их сильных магнитных полей с солнечным ветром, а также из-за выброса вещества некоторыми из их активных спутников: вулканическим Ио на Юпитере и гейзером Энцелада на Сатурне. Но W1935 изолирована. На ней нет звездного ветра, который мог бы вызвать полярные сияния. И никакого собственного спутника не наблюдалось.

Отсутствие звездного облучения озадачивает и по другой причине. Лучшая модель предполагает, что атмосфера коричневого карлика нагревается с высотой, подобно земной стратосфере. Стратосферы наблюдались на экзопланетах, но всегда в сочетании со светом и теплом от звезды. И снова непонятно, что происходит в данном случае.

«Эта температурная инверсия действительно озадачивает«, — добавил Бен Бернингем, соавтор из Университета Хартфордшира (Англия) и ведущий специалист по моделированию. «Мы наблюдали подобное явление на планетах с близкой звездой, которая может нагревать стратосферу, но видеть это на объекте без очевидного внешнего источника тепла — дико«.

Несмотря на то, что это на несколько сотен градусов горячее Юпитера, это самый холодный коричневый карлик, являющийся кандидатом на полярное сияние. Предыдущий коричневый карлик с полярными сияниями был намного горячее. Конечно, со временем появятся новые наблюдения за этими объектами, чтобы понять, что происходит.

Исследование, посвященное этому открытию, было представлено на 243-м заседании Американского астрономического общества.