Інфрачервоний космічний телескоп “Джеймс Вебб” виявив випромінювання метану в атмосфері ізольованого холодного коричневого карлика W1935. Воно пояснюється наявністю полярних сяйв на ньому, які викликають підвищений нагрів стратосфери карлика. Стаття опублікована в журналі Nature Astronomy.
Вважається, що ультрахолодні карлики, до яких відносяться зірки з найменшими масами, а також коричневі карлики, що займають проміжне становище між зірками і планетами-гігантами, здатні генерувати полярні сяйва. На користь цього свідчать дані спостережень – близько п’яти відсотків ультрахолодних карликів демонструють сильно поляризовані модульовані радіоімпульси, пов’язані з нестабільністю електронно-циклотронного мазера – процесу, який керує радіовипромінюванням полярних сяйв на планетах Сонячної системи.
Група астрономів на чолі з Жаклін Фаерті (Jacqueline K. Faherty) з відділу астрофізики Американського музею природної історії опублікувала дані спектроскопічних спостережень за коричневими карликами W2220 і W1935 за допомогою інструменту NIRSpec телескопа “Джеймс Вебб”.
Обидва ізольовані карлики належать до Y-типу, подібні об’єкти є дуже холодними – рекордно холодний коричневий карлик такого типу лише на сто кельвінів тепліший за Юпітер. Вік обох карликів лежить у діапазоні 0,5-9,5 мільярда років. Радіуси W1935 і W2220 становлять 0,95 і 0,94 радіуса Юпітера, ефективні температури – 482 і 480 кельвінів відповідно, а маса – від 6 до 35 мас Юпітера.
Спектри обох карликів схожі один на одного і демонструють наявність CH4, CO, CO2, H2O і NH3 в їхніх атмосферах, проте W1935 демонструє також явне випромінювання метану на довжині хвилі 3,326 мікрометра, тоді як у другого карлика цього не спостерігається. Порівняння з атмосферними моделями свідчить на користь теплової інверсії в стратосфері W1935 – температура на висотах, що відповідають тиску 1-10 мілібар, становить близько трьохсот кельвінів.
Подібний розігрів стратосфери можна пояснити випромінюванням батьківської зірки, однак у W1935 її немає. Можлива також версія перенесення енергії хвилями, що вертикально поширюються, з глибших шарів атмосфери, однак вона здається малоймовірною. Найкраще, на думку вчених, підходить ідея нагріву стратосфери внаслідок генерації полярних сяйв, що спостерігалося у випадку Юпітера. При цьому вчені не спостерігають випромінювання іонів H3+, які також пов’язані з полярними сяйвами на планетах-гігантах, припускається, що їхній час життя в атмосфері W1935 дуже малий через високу щільність газу.