2024-04-20 09:10 来源：得道网
利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的新观测，天文学家在一颗褐矮星上发现了甲烷排放，这对这样一个寒冷而孤立的世界来说是一个意想不到的发现。发表在《自然》杂志上的研究结果表明，这颗褐矮星可能会产生类似于我们自己的星球以及木星和土星上看到的极光。
褐矮星比行星更大，但比恒星更轻，在我们的太阳附近无处不在，已经发现了数千颗。去年，美国自然历史博物馆的高级研究科学家和高级教育经理杰基·法赫蒂(Jackie Faherty)带领一组研究人员在JWST上获得了调查12颗褐矮星的时间。其中包括CWISEP J193518.59-154620.3(简称W1935)，这是一颗距离47光年的冷褐矮星，是由后院世界:行星9公民科学志愿者丹·卡斯尔登和美国宇航局猫智团队共同发现的。W1935是一颗寒冷的褐矮星，表面温度约为400华氏度，大约是烤巧克力饼干的温度。W1935的质量尚不清楚，但它的质量可能在木星质量的6-35倍之间。
在观察了JWST观测到的许多褐矮星之后，Faherty的团队注意到W1935看起来很相似，但有一个惊人的例外:它正在释放甲烷，这是以前从未在褐矮星上看到过的。
该研究的主要作者法赫蒂说:“巨型行星和褐矮星中可能存在甲烷气体，但我们通常看到它吸收光线，而不是发光。”“一开始我们对自己看到的东西感到困惑，但最终，这种困惑转变为对这一发现的纯粹兴奋。”
计算机模拟得出了另一个惊喜:这颗褐矮星可能存在逆温现象，即大气温度随着海拔的升高而升高。温度逆温很容易发生在围绕恒星运行的行星上，但W1935是孤立的，没有明显的外部热源。
来自赫特福德大学的合著者本·伯宁汉说:“当这个模型清楚地预测到气温逆温时，我们感到非常震惊。”“但我们也必须弄清楚高层大气中额外的热量来自哪里。”
为了进行调查，研究人员转向了我们的太阳系。他们特别关注了对木星和土星的研究，这两颗行星都有甲烷排放和温度反转。太阳系巨行星上出现这种现象的可能原因是极光，因此，研究小组推测他们在W1935上发现了同样的现象。
行星科学家们知道，木星和土星上极光的主要驱动因素之一是来自太阳的高能粒子，这些粒子与行星的磁场和大气相互作用，加热了上层。这也是我们在地球上看到极光的原因，通常被称为北极光或南极光，因为它们在两极附近最不寻常。但是由于W1935没有宿主恒星，太阳风无法解释这一现象。
太阳系中出现极光还有另一个诱人的原因。木星和土星都有活跃的卫星，它们偶尔会向太空喷射物质，与行星相互作用，并增强这些行星上的极光足迹。木星的卫星木卫一是太阳系中火山活动最活跃的星球，喷发出数十英里高的熔岩喷泉，土星的卫星土卫二从间歇泉中喷出水蒸气，当它撞击太空时，会同时冻结和沸腾。需要更多的观测，但研究人员推测，W1935上的极光可能是一颗活跃的、尚未被发现的卫星。
“每当天文学家将JWST指向一个物体时，就有可能有一个令人兴奋的新发现，”Faherty说。“当我们开始这个项目时，甲烷排放并没有在我的雷达范围内，但现在我们知道它可能存在，而且它的解释如此诱人，我一直在寻找它。”这是科学进步的一部分。”
这项研究的其他作者包括Jonathan Gagne，系外行星研究所和de montracimal大学;Genaro Suarez, Dan Caselden, Austin Rothermich和Niall Whiteford，美国自然历史博物馆;约翰娜·沃斯，都柏林三一学院;Sherelyn Alejandro Merchan，纽约城市大学;卡洛琳·莫利，德克萨斯大学;德州大学奥斯汀分校的梅兰妮·罗兰和布里安娜·莱西;加州理工学院Rocio Kiman, Charles Beichman, Federico Marocco和Christopher Gelino;戴维·柯克帕特里克，IPAC;Aaron Meisner, NOIRLab;亚当·施耐德，美国国家航空航天局;Marc Kuchner和Ehsan Gharib-Nezhad, NASA;Daniella Bardalez Gagliuffi, Amherst;彼得·艾森哈特，喷气推进实验室;以及旧金山州立大学的艾琳·冈萨雷斯。
这项工作得到了美国宇航局和太空望远镜科学研究所的部分支持。
