Космический телескоп «James Webb» зафиксировал выброс метана на блуждающем коричневом карлике W1935, расположенном в 47 световых годах от Земли, что является неожиданным для такого холодного и изолированного мира. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Nature.
«Вероятно, этому коричневому карлику свойственны полярные сияния, подобные тем, которые наблюдаются на нашей планете, а также на Юпитере и Сатурне», – рассказывают авторы открытия.
Коричневый карлик W1935 в представлении художника. Credit: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak
Коричневые карлики, которые являются промежуточным звеном между звездами и газовыми гигантами, очень распространены в Млечном Пути – в окрестностях Солнца их обнаружено более тысячи. W1935 довольно холодный, температура его поверхности не превышает 200 градусов по Цельсию, а масса лежит в диапазоне от 6 до 35 масс Юпитера.
«Изучив ряд коричневых карликов, наблюдаемых с помощью «James Webb», мы выяснили, что W1935 выглядит типичным для объектов такого рода, но с одним поразительным исключением: он испускает метан, чего никогда раньше не наблюдалось у коричневых карликов», – отметили авторы открытия.
Космический телескоп «James Webb». Credit: ESA/ATG medialab
Компьютерное моделирование преподнесло еще один сюрприз: у W1935, вероятно, наблюдается температурная инверсия – явление, при котором атмосфера становится теплее с увеличением высоты. Подобное вполне ожидаемо у планет, вращающихся вокруг звезд, но W1935 изолирован и не имеет очевидного внешнего источника тепла.
«Чтобы разобраться в этом, нам пришлось обратиться к Солнечной системе, в частности, к Юпитеру и Сатурну, которые показывают выброс метана и имеют температурные инверсии. Вероятной причиной этой особенности у них являются полярные сияния, поэтому мы считаем, что у W1935 наблюдаем то же явление», – пояснили авторы открытия.
Снимок Юпитера и его окружения, полученный космическим телескопом NASA «James Webb» 27 июля 2022 года. Credit: NASA, ESA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt
Известно, что одной из основных причин генерации полярных сияний на Юпитере и Сатурне являются частицы высокой энергии, поступающие от Солнца, которые взаимодействуют с магнитными полями и атмосферами планет, нагревая верхние слои. Это также является причиной полярных сияний на Земле. Однако у W1935 нет звезды-хозяина и испускаемый ей ветер не может объяснить наблюдения.
«У полярных сияний в Солнечной системе есть еще одна интересная причина. И Юпитер, и Сатурн обладают геологически активными спутниками, которые время от времени выбрасывают вещество в космос, взаимодействуя с планетами и усиливая полярные сияния на этих мирах. Спутник Юпитера Ио является самой вулканической луной в Солнечной системе, извергающей фонтаны лавы высотой в десятки километров, а спутник Сатурна Энцелад выбрасывает водяной пар из своих гейзеров, который при попадании в космос одновременно замерзает и кипит. Поэтому мы предполагаем, что одним из объяснений полярных сияний на W1935 может быть еще не открытая луна», – заключили авторы открытия.
Гейзер на Южном полюсе Энцелада. Credits: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute