詹姆斯韦伯太空望远镜的“惊人”发现可能暗示围绕“失败的恒星”隐藏的系外月球

By Robert Lea

published 8 hours ago 

James Webb Space Telescope

 “一开始我们关于正在看到的困惑的，但最终这转化成对这个发现的纯粹兴奋”

由 詹姆斯·韦伯太空望远镜看到的一颗棕矮星和它的红外发射的描画。 (Image credit: NASA, ESA, CSA, LEAH HUSTAK (SPACE TELESCOPE SCIENCE INSTITUTE))

天文学家用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）已经做出了来自一颗棕矮星或“失败的恒星” 甲烷发射的惊人发现。

研究人员说这一发现提示这颗棕矮星特征有极光并可能甚至被一颗未被发现的系外月球环绕。

詹姆斯韦伯太空望远镜棕矮星的发现令人惊讶，因为这些冷和孤立的世界没有被预计足够暖和来让甲烷发射红外光。

这一发现作为一个詹姆斯韦伯太空望远镜来调查12颗棕矮星项目的结果而来。他们提出这些失败的恒星能产生类似于地球北极光和南光的极光以及那些在木星和土星上看到的极光。这颗孤独的棕矮星附近缺乏恒星可能意味着它上面的极光被一个隐藏的活跃月球产生。

研究小组调查了位于距离地球47光年远的冷棕矮星CWISEP J193518.59–154620.3（W1935）。虽然W1935的质量被贫瘠的约束，范围从木星质量的6到35倍，但知道它有一个约为400华氏度（204摄氏度）的表面温度。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说，“甲烷气体被预计在巨行星和棕矮星中，但我们通常看到它吸收光线而不是辉光，一开始我们关于我们自己正在看到的困惑的，但最终这转化为对这一发现的纯粹兴奋” 。

为什么有些恒星失败？

棕矮星获得它们的不幸的绰号“失败的恒星”，因为尽管像恒星一样直接从一个坍塌的气体和尘埃云形成它们，但它们没有足够的在它们的核触发氢到氦的核聚变的质量。

这是定义一个主序星的过程，因此技术上质量大于最大行星但小于最小恒星的棕矮星“失败”来达到这一状态。

法赫蒂和同事们正在用詹姆斯韦伯太空望远镜观察几颗棕矮星时他们注意到W1935是相似的，但有一个有趣的差别：它正在发射甲烷，某些以前围绕失败的恒星从未见过的东西。

建模W1935揭示了这颗特殊的棕矮星也有一个所谓的“温度反转”。这是一种其中一颗行星的大气层在更深水平变得更冷的现象。这是某些通常在环绕恒星从上到下加热它们的大气层的行星上见到的东西，但没有期待W1935这种情况，因为棕矮星是孤立的，没有外部加热源。

团队成员、赫特福德大学科学家本伯明翰在声明中说，“当模型清楚的预测了一个温度反转时我们被愉快的震惊，但我们也必须弄清楚额外的高层大气层热正在来自的地方” 。

由韦伯的近红外相机仪器拍摄的一个合成图像，显示木星的光环和它的两颗卫星阿玛尔西亚和阿德拉斯特。围绕木星的两极的蓝光是极光。. (Image credit: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team; image processing by Ricardo Hueso (UPV/EHU) and Judy Schmidt.)

     为解决这个秘密，研究小组看向太阳系的气态巨星木星和土星。这两个气体巨头都有甲烷发射，而且都有证明温度反转的大气层。

对木星和土星，甲烷发射和温度反转的原因是极光，导致法赫蒂和团队得出这就是詹姆斯韦伯太空望远镜围绕W1935探测到的结论。最大的问题是在W1935什么正在驱动极光？

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者。这些带电粒子击中行星的磁场，沿着磁力线与大气层中粒子相互作用。这加热大气层的上层并造成行星两极附近的光发射。然而，没有宿主星用恒星风来爆炸W1935，这一过程不可能是孤独的棕矮星的极光的主要驱动者。

 然而，木星和土星的极光有一个次要的以带电粒子的形式流入气态巨星作为一个它们的把物质吐进太空活跃的卫星的结果的驱动者。例如，木星的卫星木卫一是太阳系中火山喷发最多的天体，吐进太空数十英里的熔岩，而土星的卫星恩克拉多斯把含有水蒸气和其他物质的间歇泉吐进太空当它击中太空时同时的结冰和沸腾。

这样W1935的极光没有恒星或恒星风表明这颗棕矮星可能被一个活跃的月球环绕。

RELATED STORIES:

— James Webb Space Telescope spies record-breaking 'failed star' that shouldn't exist (video)

— Volunteers spot almost 100 cold brown dwarfs near our sun

—  'Failed star' is the coldest radio wave source ever discovered

在科学家能首次确认一颗棕矮星存在之前还需要更多的证据。直到那时为止，这些初步的指示提供一个詹姆斯韦伯太空望远镜自它2022年夏天开始将它的宇宙的观测发回地球以来一直只是多影响的探究。

法赫蒂总结道：“每次天文学家将詹姆斯韦伯太空望远镜指向一个天体都有一个新的冲击思维的发现的机会。当我们开始这个项目时甲烷发射并没有出现在我的雷达上，但现在我们知道它能是在那里，而且它的解释如此诱人，我一直在观望着它。这是科学如何向前移动的部分” 。

该团队的研究于今天（4月17日）发表在《Nature》杂志上。