Телескоп Уэбба обнаружил свечение полярного сияния над "неудавшейся звездой"

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба заснял нечто странное: коричневый карлик с тем, что похоже на полярное сияние, которое мы, земляне, иногда называем северным сиянием. Особенно удивительно то, что рядом с коричневым карликом нет звезды, которая могла бы вызвать такое сияние.

Полярные сияния на Земле происходят, когда частицы от Солнца взаимодействуют с газами в атмосфере нашей планеты вдоль линий магнитного поля Земли. Другие планеты Солнечной системы тоже демонстрируют полярные сияния — в 2022 году Уэбб запечатлел сияния над полюсами Юпитера, а астрономы, используя спектрограф ближнего ИК-диапазона NIRSPEC телескопа Keck II, сфотографировали сияние над Ураном в октябре прошлого года.

Однако коричневые карлики — это не планеты. Это объекты, масса которых в десятки раз превышает массу Юпитера (самой большой планеты Солнечной системы), но меньше звёзд. И в отличие от звёзд коричневые карлики не подвергаются термоядерному синтезу. Таким образом, коричневые карлики – это "неудавшиеся звёзды", хотя они могут быть на тысячи градусов горячее Солнца. Но не всегда: недавно наблюдаемый коричневый карлик (W1935) довольно холодный, всего около 400 градусов Фаренгейта (200 градусов Цельсия), и рядом с ним нет звезды, которая могла бы отправлять к нему частицы. Сияния вокруг подобных коричневых карликов наблюдались и раньше, но у этого конкретного коричневого карлика нет известной звезды, которая могла бы питать световые шоу.

На 243-м собрании Американского астрономического общества, группа учёных представила исследование, посвящённое этой загадки полярных сияний. Группу возглавила Джеки Фаэрти, астроном из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Исследователи изучили 12 холодных коричневых карликов при помощи Уэбба и обнаружили, что у двух из них сходный состав, температура и спектры. Однако у одного из карликов, W1935, наблюдалось испускание метана.

Мы ожидали увидеть метан, потому что он повсеместно присутствует на этих коричневых карликах. Но вместо поглощения света мы наблюдали ровно противоположное: метан светился. Моя первая мысль была: что это такое? Почему от этого объекта исходит излучение метана?

Модели команды показали, что у W2220, похожего коричневого карлика, температура с высотой понижалась. Но у W1935 она росла на больших высотах, согласно их модели.

Мы видели такого рода явления на планетах с близкой звездой, способной нагревать стратосферу, но наблюдать это на объекте без явного внешнего источника тепла – удивительно.

— соавтор Бен Бернингем, астрофизик из Университета Хартфордшира, возглавивший работу над моделями

Более высокие энергии на больших высотах навели команду на мысль, что у W1935 происходят полярные сияния, что делает его самым холодным кандидатом на наличие сияний за пределами Солнечной системы. Они надеются, что спектральные данные Уэбба помогут объяснить, что вызывает выделение метана.