James Webb помітив полярне сяйво у коричневого карлика

Космічний телескоп NASA James Webb (JWST) допоміг астрономам виявити коричневого карлика під назвою W1935 з ознаками полярних сяйв у його атмосфері.

W1935
Концепт художника зображує коричневого карлика W1935, який розташований на відстані 47 світлових років від Землі. Фото: NASA, ESA, CSA

Полярні сяйва зазвичай виникають внаслідок взаємодії заряджених частинок Сонця з атмосферою Землі. Вони спостерігаються у високих широтах через вплив магнітосфери, яка направляє частинки до полюсів.

Інші планети та їхні супутники у Сонячній системі, такі як Юпітер і Сатурн, також відзначені полярним сяйвом, ймовірно, викликаним взаємодією сонячних частинок. Проте W1935, розташований на відстані 47 світлових років від Землі, виявився самотнім, без світил, які могли б постачати заряджені частинки для утворення полярного сяйва.

Несподіване відкриття James Webb

Коричневі карлики — більші за газові гіганти та менші за зорі — утворюються із хмар газу і пилу, що колапсують, але їм не вистачає маси для запуску ядерного синтезу водню в їхніх серцях. Тому вони отримали назву «зорі, що не народилися».

На потенційне полярне сяйво над W1935 вказувало інфрачервоне випромінювання метану, зафіксоване James Webb. Подібні викиди метану, що спостерігаються над Юпітером і Сатурном, є результатом нагрівання атмосфери, коли заряджені частинки пронизують лінії магнітного поля і вдаряються об атмосферні частинки, також створюючи полярні сяйва. Команда дослідників вважає, що те ж саме відбувається і з цим ізольованим коричневим карликом.

За відсутності зовнішнього сонячного вітру, який міг би спричинити полярне сяйво, команда вважає, що всередині коричневого карлика може відбуватися невідомий внутрішній процес, що постачає енергію до його атмосфери. Крім того, міжзоряна плазма могла вдарити по W1935 або ж коричневий карлик може бути не повністю ізольованим і отримувати приплив частинок від сусіднього активного супутника, який залишається непомічений приладами James Webb.

Аномалія карликів-близнюків

Дослідницька група під керівництвом Джекі Фаерті з Американського музею природознавства виявила, що коричневий карлик W1935 схожий на «брата-близнюка» W2220. Обидва карлики мають однакову температуру та яскравість, а також є майже ідентичними за складом води, аміаку, оксиду й діоксиду вуглецю та вуглекислого газу. Проте W1935 виділяє метан, який світиться в інфрачервоному діапазоні, тоді як W2220 поглинає світло цією речовиною.

W1935 і W2220
Астрономи використовували космічний телескоп James Webb для дослідження 12 холодних коричневих карликів. Два з них — W1935 і W2220 — виявилися близнюками за складом, яскравістю та температурою. Однак W1935 продемонстрував викиди метану на відміну від очікуваної характеристики поглинання, яка спостерігалася у напрямку W2220. Команда припускає, що викид метану може бути спричинений процесами, що викликають полярні сяйва. Ілюстрація: NASA, ESA, CSA

Моделювання атмосфер коричневих карликів показало, що W2220 охолоджується з висотою, тоді як W1935 демонструє температурну інверсію — нагрівання на великих висотах. Цей феномен раніше спостерігався на планетах з близькою зорею, але його присутність у коричневому карлику без зовнішнього джерела тепла вражає астрономів.

Науковці висунули теорію, що температурна інверсія в атмосферах коричневих карликів може бути результатом нагрівання за допомогою того ж процесу, який викликає полярне сяйво. Це відкриття, зафіксоване JWST, дозволяє отримати новий погляд на хімію та фізику подібних об’єктів поза межами Сонячної системи.

Раніше ми повідомляли про те, як над темною плямою Сонця засяяла «аврора».

За матеріалами NASA

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine