Данные телескопа Джеймса Уэбба: полярные сияния на коричневом карлике
Эта концепция художника изображает коричневого карлика W1935, который расположен в 47 световых годах от Земли. Астрономы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА обнаружили инфракрасное излучение метана, исходившее из W1935. Это неожиданное открытие, поскольку коричневый карлик холоден и у него нет родительской звезды; следовательно, не существует очевидного источника энергии, который мог бы нагреть верхние слои атмосферы и заставить светиться метан. Команда предполагает, что выбросы метана могут быть вызваны процессами, порождающими полярные сияния, показанные здесь красным. Автор: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (Space Telescope Science Institute)
Выбросы метана являются основным фактором повышения концентрации парниковых газов в атмосфере Земли и отвечают за 30% причин глобального потепления. В течение 2019 года около 60% мировых выбросов метана в атмосферу (360 миллионов тонн) было вызвано деятельностью человека, в то время как естественные источники составили около 40% (230 миллионов тонн). Снижение выбросов метана за счет улавливания и утилизации может дать одновременно экологические и экономические выгоды. Около одной трети (33%) антропогенных выбросов метана приходится на выбросы при добыче и доставке ископаемого топлива, в основном, из-за сбросов в атмосферу и утечек газа. Википедия
Коричневые карлики (или бурые карлики) — субзвёздные объекты, которые обладают промежуточными физическими характеристиками между планетами и звёздами. Их массы лежат в диапазоне приблизительно от 0,013 до 0,075 M⊙. Коричневые карлики могут поддерживать термоядерные реакции в своих недрах, но мощность реакций в них никогда не сравнивается с их собственной светимостью, поэтому такие объекты не выходят на постоянную светимость, как звёзды, а сжимаются и тускнеют.
Коричневые карлики имеют очень низкие светимости и температуры: светимости составляют менее 0,04 L⊙, а обычно — на порядки меньше. Википедия
Среди них был CWISEP J193518.59–154620.3 (или для краткости W1935) — холодный коричневый карлик в 47 световых годах от нас, который был открыт совместно с Backyard Worlds: Planet 9, волонтером гражданской науки Дэном Кэселденом и командой NASA CatWISE. W1935 — холодный коричневый карлик с температурой поверхности около 400° по Фаренгейту. Масса W1935 малоизвестна, но, вероятно, она колеблется от шести до 35 раз больше массы Юпитера.
Посмотрев на несколько коричневых карликов, наблюдаемых с помощью JWST, команда Фаэрти заметила, что W1935 выглядела похоже, но с одним поразительным исключением: она выделяла метан, чего никогда раньше не наблюдалось у коричневых карликов.
«Метан ожидается на планетах-гигантах и коричневых карликах, но мы обычно видим, что он поглощает свет, а не светится», — сказал Фаэрти, ведущий автор исследования. «Поначалу мы были сбиты с толку тем, что видели, но в конечном итоге это переросло в чистое волнение от открытия».
Компьютерное моделирование преподнесло еще один сюрприз: у коричневого карлика, вероятно, есть температурная инверсия — явление, при котором атмосфера становится теплее с увеличением высоты. Температурные инверсии могут легко произойти с планетами, вращающимися вокруг звезд, но W1935 изолирована и не имеет очевидного внешнего источника тепла.
«Мы были приятно шокированы, когда модель четко предсказала температурную инверсию», — сказал соавтор Бен Бернингем из Университета Хартфордшира. «Но нам также нужно было выяснить, откуда берется это дополнительное тепло в верхних слоях атмосферы».
Для расследования исследователи обратились к нашей Солнечной системе. В частности, они рассмотрели исследования Юпитера и Сатурна, которые демонстрируют выбросы метана и имеют температурные инверсии. Вероятной причиной этой особенности гигантов Солнечной системы являются полярные сияния, поэтому исследовательская группа предположила, что они обнаружили то же самое явление и на W1935.
Ученые-планетологи знают, что одним из основных источников полярных сияний на Юпитере и Сатурне являются частицы высокой энергии Солнца, которые взаимодействуют с магнитными полями и атмосферами планет, нагревая верхние слои. Это также является причиной полярных сияний, которые мы видим на Земле, обычно называемых Северным или Южным сиянием, поскольку они наиболее необычны вблизи полюсов. Но поскольку у W1935 нет родительской звезды, солнечный ветер не может способствовать объяснению.
Юпи́тер — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант.
Планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других. Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского верховного бога-громовержца. Википедия
Читайте также:Ученые находят новые подсказки о строении ледяной луны Юпитера«Вояджер-1» неожиданно начал передавать загадочные сигналыУченые утверждают, что Юпитер был ответственен за астероид, убивший динозавров
Сату́рн — шестая планета по удалённости от Солнца и вторая по размерам планета в Солнечной системе после Юпитера. Сатурн классифицируется как газовая планета-гигант. Сатурн назван в честь римского бога земледелия. Символ Сатурна — . Википедия
Читайте также:На одном из спутников Сатурна могут найти жизнь
Необходимы дополнительные наблюдения, но исследователи предполагают, что одним из объяснений полярного сияния на W1935 может быть активная, еще не открытая луна.
«Каждый раз, когда астроном направляет JWST на объект, есть шанс сделать новое ошеломляющее открытие», — сказал Фаэрти. «Выбросы метана не были в поле моего зрения, когда мы начали этот проект, но теперь, когда мы знаем, что он может существовать, а объяснение его настолько заманчиво, я постоянно ищу его. Это часть того, как наука движется вперед».
Больше информации: Jacqueline Faherty et al, Methane emission from a cool brown dwarf, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07190-w. www.nature.com/articles/s41586-024-07190-w
Источник: American Museum of Natural History
0 комментариев