Pomocou vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST) astronómovia urobili prekvapivý objav emisií metánu z hnedého trpaslíka alebo „zlyhanej hviezdy“.
Vedci uviedli, že objav naznačuje, že hnedí trpaslíci majú polárne žiary a dokonca ich môže obiehať neobjavený exomesiac.
Objav hnedého trpaslíka JWST je prekvapivý, pretože sa neočakáva, že tieto chladné a izolované svety budú dostatočne horúce na to, aby metán vyžaroval infračervené svetlo.
Zistenia prišli ako výsledok programu JWST na skúmanie 12 hnedých trpaslíkov. Naznačujú, že tieto neúspešné hviezdy môžu produkovať polárne svetlá podobné polárnym a južným svetlám Zeme, ako aj tým, ktoré možno vidieť na Jupiteri a Saturne. Nedostatok hviezdy v blízkosti tohto osamelého hnedého trpaslíka môže znamenať, že polárne žiary nad ním generuje skrytý aktívny mesiac.
Pripojené: Vesmírny teleskop Jamesa Webba zaznamenal záhadný signál polárnej žiary na „zlyhanej hviezde“
Študijný tím skúmal chladného hnedého trpaslíka CWISEP J193518.59–154620.3 (W1935), ktorý sa nachádza 47 svetelných rokov od Zeme. Zatiaľ čo hmotnosť W1935 je veľmi obmedzená, pohybuje sa od 6 do 35-násobku hmotnosti Jupitera, predpokladá sa, že jej povrchová teplota je okolo 400 °F (204 °C). To je približne teplota, pri ktorej by ste piekli čokoládové sušienky (nepodarené brownies?).
„Obrovské planéty a hnedí trpaslíci pravdepodobne obsahujú metánový plyn, ale zvyčajne vidíme, že absorbuje svetlo, nie ho vyžaruje,“ povedal Jackie Faherty, vedúci tímu a vedúci vzdelávania v Americkom múzeu prírodnej histórie. Uvedené vo vyhlásení. „Spočiatku sme boli zmätení z toho, čo sme videli, ale nakoniec sa to zmenilo na čisté nadšenie z objavu.“
Prečo niektoré hviezdy zlyhávajú?
Hnedí trpaslíci dostali svoju nešťastnú prezývku „zlyhané hviezdy“, pretože napriek tomu, že sa formujú priamo z kolabujúceho oblaku plynu a prachu ako hviezda, nemajú dostatok hmoty na spustenie jadrovej fúzie vodíka na hélium v ich jadrách.
Toto je proces, ktorý definuje, čo je hviezda hlavnej postupnosti, takže hnedí trpaslíci – tí s hmotnosťou väčšou ako najväčšie planéty, ale menšou ako najmenšie hviezdy – technicky „nedosiahnu“ tento stav.
Faherty a kolegovia pozorovali niekoľko hnedých trpaslíkov s JWST, keď si všimli, že W1935 je podobný, ale so zaujímavým rozdielom: emituje metán, niečo, čo sa v okolí neúspešnej hviezdy ešte nevidelo.
Modelovanie W1935 odhalilo, že tento konkrétny hnedý trpaslík má aj takzvanú „inverziu teploty“. Ide o jav, pri ktorom sa atmosféra planéty ochladzuje na hlbokých úrovniach. Toto je bežne vidieť na planétach obiehajúcich okolo hviezd, ktoré ohrievajú svoju atmosféru zhora nadol, ale v prípade W1935 sa to neočakávalo, pretože hnedý trpaslík je izolovaný a nemá žiadny vonkajší zdroj tepla.
„Boli sme príjemne prekvapení, keď modely jasne predpovedali zmenu teploty,“ uviedol člen tímu a vedec z University of Hertfordshire Ben Burningham vo vyhlásení. „Ale tiež sme museli zistiť, odkiaľ pochádza prebytočné teplo vo vyšších vrstvách atmosféry.“
Na vyriešenie tejto záhady sa tím pozrel bližšie k plynovým obrom slnečnej sústavy, kde sa nachádzajú Jupiter a Saturn. Obaja títo plynní obri emitujú metán a obaja majú atmosféru, ktorá vykazuje teplotné inverzie.
V prípade Jupitera a Saturna spôsobujú emisie metánu a teplotné inverzie polárne žiary, čo vedie Fahertyho a tím k záveru, že JWST ich zistil okolo W1935. Veľkou otázkou je, čo spôsobilo polárnu žiaru v W1935?
Toto je problém, pretože slnečný vietor – prúd nabitých častíc zo Slnka – je hlavnou hnacou silou polárnych žiaroviek pre Jupiter, Saturn a Zem. Tieto náboje narážajú na magnetické polia planét a pohybujú sa po siločiarach, pričom interagujú s časticami v atmosfére. To ohrieva horné vrstvy atmosféry a spôsobuje vyžarovanie svetla v blízkosti pólov planéty. Keďže však neexistuje žiadna hostiteľská hviezda, ktorá by odpálila W1935 hviezdnym vetrom, tento proces sám osebe nemôže byť hlavným motorom polárnej žiary hnedého trpaslíka.
Polárne žiary Jupitera a Saturna však majú sekundárneho menšieho pohonu vo forme nabitých častíc prúdiacich do plynných obrov v dôsledku toho, že ich aktívne mesiace chrlia materiál do vesmíru. Napríklad Jupiterov mesiac Io je vulkanicky najaktívnejšie teleso v Slnečnej sústave, ktoré chrlí lávu desiatky kilometrov do vesmíru, zatiaľ čo Saturnov mesiac Enceladus chrlí do vesmíru gejzíry, ktoré obsahujú vodnú paru a iné materiály, ktoré by mohli vytrysknúť, keď zamrznú a spolu sa varí.
Polárna žiara z W1935 bez hviezd alebo hviezdneho vetra teda naznačuje, že hnedého trpaslíka môže obiehať aktívny mesiac.
Pripojené: Sú to exomúny alebo nie? Vedci diskutujú o existencii prvých mesiacov videných mimo našej slnečnej sústavy
Na to, aby vedci po prvýkrát potvrdili existenciu mesiaca hnedého trpaslíka, budú potrebné ďalšie dôkazy. Dovtedy tieto skoré signály poskytujú pohľad na to, aký pôsobivý bol JWST, keď v lete 2022 začal vysielať svoje pozorovania vesmíru späť na Zem.
Faherty uzavrel: „Zakaždým, keď astronóm namieri JWST na objekt, existuje možnosť nového prekvapivého objavu.“ „Emisie metánu neboli na mojom radare, keď sme začali s týmto projektom, ale teraz, keď vieme, že sa to môže stať a vysvetlenie toho je také fascinujúce, neustále hľadám, ako sa táto veda posúva vpred.“ to.“
Výskum tímu bol publikovaný dnes (17. apríla) v časopise Nature.
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/SADXKOOLCBLUNNXLSTPBFADL74.jpg){kind=small}
