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、詹姆周围着系ESA、斯韦示棕CSA、伯太LEAH HUSTAK（太空望远镜科学研究所））
（神秘的空望地球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，远镜隐藏这颗棕矮星具有极光的现可星特征，甚至可能被一颗未被发现的矮星外月球环绕。
JWST棕矮星的外卫发现令人惊讶，因为这些寒冷而孤立的失败恒星世界预计温度不足以让甲烷发出红外光。
这一发现是詹姆周围着系JWST研究12颗棕矮星项目的结果。他们认为，斯韦示棕这些失败的伯太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空望极光。这颗孤独的远镜隐藏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。