詹姆斯·韦伯太空望远镜的发现可能暗示“失败恒星”棕矮星周围隐藏着系外卫星
詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的一颗棕矮星及其红外发射的插图。（图片来源：uux.cn/NASA、ESA、CSA、LEAH HUSTAK（太空望远镜科学研究所））
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（Robert Lea）：天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）惊人地发现了来自棕矮星或“失败恒星”的甲烷排放
研究人员表示，这一发现表明，这颗棕矮星具有极光的特征，甚至可能被一颗未被发现的外月球环绕。
JWST棕矮星的发现令人惊讶，因为这些寒冷而孤立的世界预计温度不足以让甲烷发出红外光。
这一发现是JWST研究12颗棕矮星项目的结果。他们认为，这些失败的恒星可以产生类似于地球北极光和南光的极光，以及木星和土星上看到的极光。这颗孤独的棕矮星附近没有恒星，这可能意味着它上面的极光是由一个隐藏的活跃月球产生的。
研究小组调查了距离地球47光年的冷棕矮星CWISEP J193518.59–154620.3（W1935）。虽然W1935的质量受到了很差的限制，从木星的6到35倍不等，但它的表面温度约为400华氏度（204摄氏度）。这大约是你烤巧克力饼干（失败的布朗尼？）的温度。
美国自然历史博物馆团队负责人兼高级教育经理杰基·法赫蒂在一份声明中表示：“预计巨行星和棕矮星中会有甲烷气体，但我们通常会看到它吸收光线，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，这转化为对这一发现的纯粹兴奋。”
为什么有些恒星会失败？
棕矮星有一个不幸的绰号“失败的恒星”，因为尽管它们像恒星一样直接由坍塌的气体和尘埃云形成，但它们没有足够的质量在核心触发氢与氦的核聚变。
这是一个定义主序星的过程，因此从技术上讲，质量大于最大行星但小于最小恒星的棕矮星“无法”达到这一状态。
Faherty和同事们在用JWST观察几颗棕矮星时，注意到W1935很相似，但有一个有趣的区别：它正在释放甲烷，这是以前在失败的恒星周围从未见过的。
W1935模型显示，这颗特殊的棕矮星也有所谓的“温度反转”。这是一种行星大气层在更深层次变得更冷的现象。这通常发生在围绕恒星运行的行星上，这些恒星从上到下加热大气层，但W1935没有出现这种情况，因为棕矮星是孤立的，没有外部热源。
团队成员、赫特福德大学科学家Ben Burningham在声明中表示：“当模型清楚地预测到温度反转时，我们感到惊喜。”。“但我们也必须弄清楚额外的高层大气热量是从哪里来的。”
韦布的NIRCam拍摄的木星合成图像，显示了木星的光环及其两颗卫星阿玛尔西亚和阿德拉斯特。木星两极周围的蓝光是极光。（图片来源：uux.cn/NASA、ESA、CSA、Jupiter ERS团队；Ricardo Hueso（UPV/EHU）和Judy Schmidt进行图像处理。）
为了解开这个谜团，研究小组将目光投向了太阳系的气态巨星木星和土星。这两个气体巨头都有甲烷排放，而且都有温度反转的大气层。
对于木星和土星来说，甲烷排放和温度反转的原因是极光，这让Faherty和团队得出结论，这就是JWST在W1935附近探测到的。最大的问题是，是什么驱动了W1935的极光？
这是一个问题，因为太阳风——来自太阳的带电粒子流——是木星、土星和地球极光的主要驱动力。这些带电粒子撞击行星的磁场，沿着磁力线传播，与大气中的粒子相互作用。这会加热大气层的上层，并导致地球两极附近的光发射。然而，由于没有主星用恒星风吹出W1935，这一过程不可能是孤独的棕矮星极光的主要驱动力。
然而，木星和土星的极光有一个次要的驱动因素，即带电粒子由于其活跃的卫星向太空喷出物质而流入气态巨星。例如，木星的卫星木卫一是太阳系中火山喷发最多的天体，向太空喷出数十英里的熔岩，而土星的卫星恩克拉多斯则向太空喷出间歇泉，其中含有水蒸气和其他物质，当它撞击太空时，这些物质会同时结冰和沸腾。
因此，W1935的极光没有恒星或恒星风，这表明这颗棕矮星可能被活跃的月球环绕。
在科学家首次确认棕矮星的存在之前，还需要更多的证据。在此之前，这些初步迹象让我们得以深入了解JWST自2022年夏天开始将其对宇宙的观测发回地球以来的影响力。
Faherty总结道：“每次天文学家将JWST指向一个物体，都有可能出现一个令人震惊的新发现。”。“当我们开始这个项目时，甲烷排放并没有出现在我的雷达上，但现在我们知道它可能存在，而且它的解释非常诱人，我一直在关注它。这是科学发展的一部分。”
该团队的研究成果今天（4月17日）发表在《自然》杂志上。
