詹姆斯·韦伯太空望远镜在褐矮星上发现神秘极光的迹象

艺术家的插图与极光的褐矮星。最近，斯韦神秘使用詹姆斯·韦伯太空望远镜的伯太科学家们发现了这样一个宇宙天体的证据。(图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、空望欧空局、远镜加空局、褐矮Leah Hustak (STScI))
（神秘的星上象地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：使用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，天文学家已经发现了一颗“失败的发现恒星”或褐矮星，显示出拥有极光的极光迹象。
极光与北极光和南极光更为人所熟悉，詹姆它们是斯韦神秘由太阳的带电粒子撞击地球大气层中的分子造成的。它们通常只能在高纬度地区看到，伯太因为我们星球的空望磁气圈将这些粒子引向两极。
在我们太阳系的远镜其他行星周围，如木星和土星，褐矮甚至在木星的木卫一和土星的土卫二等活跃的卫星上也发现了极光。所有这些光显示很可能是由带电的太阳粒子轰击造成的。
因此，在褐矮星周围新发现的表观极光，命名为W1935，距离地球超过40光年，是神秘的；它附近没有恒星可以提供带电粒子来点燃它。
褐矮星比气态巨行星大，比恒星小，但像恒星一样形成，由气体和尘埃组成的塌缩云。这意味着大多数褐矮星经常与恒星隔离，就像W1935一样。
它们得到了一个有点不公平的绰号，“失败的恒星”，因为它们没有足够的质量来触发氢在其心脏处核聚变成氦，这一过程为恒星提供了动力，至少在它们的主序生命周期中是如此。

褐矮星W1935的甲烷排放表明可能存在极光。(图片来源:uux.cn/美国国家航空航天局、欧空局、加空局、Leah Hustak (STScI))
JWST观测到的甲烷红外辐射显示了W1935上空潜在的极光。当在木星和土星上空看到这样的甲烷排放时，它们是由于带电粒子抽打磁力线并撞击大气粒子，从而导致大气受热的结果，也产生了极光。因此研究小组认为这同样适用于这颗孤立的褐矮星。
由于缺乏外部太阳风导致褐矮星可能出现极光，该团队认为，褐矮星内部可能发生了一些向其大气层提供能量的内部过程。或者，星际等离子体可能正在撞击W1935，或者褐矮星可能没有被完全隔离，可能正在接收来自附近活动卫星的粒子流。
詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了两颗褐矮星的不同
由美国自然历史博物馆天文学家杰基·法赫蒂领导的科学家小组在与JWST一起研究12颗褐矮星时有了这一发现。
其中包括W1935和W2220，这两颗非常相似的褐矮星是耗资100亿美元的望远镜发现的彼此的近似克隆体，具有相似的温度和亮度，以及几乎相同的水、氨、一氧化碳和二氧化碳成分。
然而，W1935与它的近孪生兄弟不同，它含有发射红外光的甲烷。在W2220上，同样的化合物也在吸收光。
“我们期望看到甲烷，因为甲烷遍布这些褐矮星。但是我们没有吸收光，而是看到了相反的情况:甲烷在发光，”法赫蒂在一份声明中说。“我的第一个想法是，管它呢？为什么甲烷会从这个物体中释放出来？”
为确定甲烷排放的原因，研究小组对褐矮星的大气进行了建模，发现W2220的大气随着海拔的升高而变冷，但W1935的大气似乎正在经历温度逆转，即其大气在更高的海拔高度变热。
英国赫特福德郡大学的研究首席模型师本·伯恩汉姆在同一份声明中说:“这种温度逆转现象真的令人费解。”。“我们在附近有一颗恒星可以加热平流层的行星上看到过这种现象，但在没有明显外部热源的物体上看到这种现象是很疯狂的。”
这使得研究小组转向木星和土星寻求解释，发现温度反转在这些太阳系气体巨星的大气中也很突出。对此的主导理论是，加热过程与创造极光的过程相同。
极光以前曾被用来解释棕矮星不寻常的性质，例如这些失败恒星的温暖样本发出的无线电辐射。然而，W1935的JWST观测代表了第一次从褐矮星中发现甲烷排放，这表明了极光。
“有了W1935，我们现在有了一个太阳系现象的壮观扩展，没有任何恒星辐射来帮助解释，”法赫蒂总结道。“有了JWST，我们可以真正在化学上‘打开引擎盖’,揭示在我们的太阳系之外，极光过程可能有多么相似或不同。”
法赫蒂本周在新奥尔良举行的美国天文学会第243次会议上展示了该团队的工作。