При помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб» астрономы обнаружили выбросы метана на изолированном коричневом карлике CWISEP J193518.59-154620.3 (сокращенно — W1935). Их данные также указывают, что W1935 может генерировать полярные сияния, подобные тем, что наблюдаются на нашей планете, а также на Юпитере и Сатурне.
Коричневые карлики часто называют неудавшимися звездами. Они весьма массивны по меркам планет, но им не хватает массы, чтобы стать полноценными звездами. Коричневые карлики в 12–80 раз тяжелее Юпитера, но примерно в сто раз легче Солнца. В недрах коричневых карликов даже идут термоядерные реакции синтеза, но выделяемой ими энергии мало. Когда ядра легких элементов заканчиваются, коричневые карлики довольно быстро остывают. Несмотря на название, коричневые карлики светят красным или пурпурным светом. Коричневый карлик W1935 находится на расстоянии около 47 световых лет от Солнечной системы в созвездии Стрельца. Масса W1935 точно не установлена, но, вероятно, она составляет от 6 до 35 масс Юпитера.
Посмотрев на результаты наблюдений телескопом «Джеймс Уэбб» нескольких коричневых карликов, Джеки Фаэрти (Jackie Faherty) из Американского музея естественной истории и ее коллеги заметили, что W1935 выглядит похоже, но с одним поразительным исключением: он выделял метан, чего никогда раньше не видели на коричневых карликах.
Компьютерное моделирование преподнесло еще один сюрприз: W1935, вероятно, имеет температурную инверсию — явление, при котором атмосфера становится теплее с увеличением высоты. Температурные инверсии могут легко произойти с планетами, вращающимися вокруг звезд, но коричневый карлик изолирован и не имеет очевидного внешнего источника тепла. «Мы были приятно шокированы, когда модель четко предсказала температурную инверсию. Но нам также нужно было выяснить, откуда берется это дополнительное тепло в верхних слоях атмосферы», — говорит астроном Бен Бернингем (Ben Burningham) из Университета Хартфордшира.
В поисках ответа астрономы обратились к нашей Солнечной системе. В частности, они рассмотрели исследования Юпитера и Сатурна, которые демонстрируют выбросы метана и имеют температурные инверсии. Вероятной причиной этой особенности гигантов Солнечной системы считаются полярные сияния, поэтому исследователи предположили, что то же самое явление происходит и на W1935.
Основной причиной полярных сияний на Юпитере и Сатурне (как и на Земле) являются частицы высокой энергии Солнца, которые взаимодействуют с магнитными полями планет и их атмосферами, нагревая верхние слои. Но, поскольку у W1935 нет родительской звезды, солнечный ветер не может вызывать на нем полярные сияния. Есть еще одна заманчивая причина возникновения полярных сияний в нашей Солнечной системе. И Юпитер, и Сатурн имеют активные спутники, которые время от времени выбрасывают вещество в космос, взаимодействуют с планетами и усиливают полярные сияния на них. Спутник Юпитера Ио — самый вулканически активный мир в Солнечной системе, извергающий фонтаны лавы на высоту десятков километров, а спутник Сатурна Энцелад выбрасывает из своих гейзеров водяной пар.
Необходимы дополнительные наблюдения для подтверждения гипотезы, но исследователи предполагают, что одним из объяснений полярных сияний на W1935 может быть активный, еще не открытый спутник.
Статья о результатах исследования была опубликована в журнале Nature.
