天文學家使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現一顆褐矮星上可能的極光跡象

2025-12-10 19:21:45 分類：時尚 閱讀(4)

（神秘的天文地球uux.cn）據美國宇航局（韋伯望遠鏡小組）：甲烷的紅外輻射表明了極光過程對大氣的加熱。
天文學家使用美國國家航空航天局的使用斯韋上詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現了一顆褐矮星(比木星大但比恒星小的物體)，它具有甲烷的詹姆廈門外圍（外圍抖音網紅）外圍vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達紅外發射，可能是伯太由于其上層大氣中的能量。這是空望顆褐一個意外的發現，因為褐矮星W1935很冷，遠鏡缺乏宿主星；因此，發現高層大氣能量沒有明顯的矮星來源。研究小組推測甲烷的極光跡象排放可能是由于產生極光的過程。
這些發現在新奧爾良舉行的天文第243屆美國天文學會會議上公布。
為了幫助解釋甲烷紅外輻射的使用斯韋上奧秘，研究小組轉向了我們的詹姆太陽系。甲烷排放是伯太廈門外圍（外圍抖音網紅）外圍vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達木星和土星等氣態巨行星的常見特征。為這種發射提供能量的空望顆褐高層大氣加熱與極光有關。

這幅藝術家概念圖描繪了距離地球47光年的褐矮星W1935。天文學家使用美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發現了來自W1935的甲烷紅外輻射。這是一個意想不到的發現，因為褐矮星很冷，缺少宿主星；因此，沒有明顯的能源來加熱它的上層大氣并使甲烷發光。研究小組推測甲烷排放可能是由于產生極光的過程，這里顯示為紅色。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局、歐空局、加空局和L. Hustak (STScI)
在地球上，極光是當從太陽吹向太空的高能粒子被地球磁場捕獲時產生的。它們沿著地球兩極附近的磁場線瀉入我們的大氣層，與氣體分子碰撞，形成詭異的、舞動的光幕。木星和土星有類似的極光過程，包括與太陽風的相互作用，但它們也從附近的活躍衛星如木衛一(木星)和土衛二(土星)獲得極光貢獻。
對于像W1935這樣孤立的褐矮星來說，缺乏恒星風來促進極光過程，并解釋甲烷排放所需的高層大氣中的額外能量是一個謎。該小組猜測，要么是像木星和土星的大氣現象這樣的未解釋的內部過程，要么是與星際等離子體或附近活動衛星的外部相互作用，可能有助于解釋這種排放。
偵探小說
極光的發現就像一個偵探故事。由紐約美國自然歷史博物館的天文學家杰基·法赫蒂領導的一個小組獲得了用韋伯望遠鏡研究12顆冷褐矮星的時間。其中包括w 1935——一個由公民科學家丹·卡塞爾登發現的物體，他與后院世界動物宇宙項目合作——和W2220，一個由美國國家航空航天局的寬視場紅外巡天探測器發現的物體。韋伯非常細致地揭示了W1935和W2220在成分上似乎是彼此的克隆體。它們還具有相似的亮度、溫度以及水、氨、一氧化碳和二氧化碳的光譜特征。引人注目的例外是W1935顯示出甲烷的排放，這與在W2220觀察到的預期吸收特征相反。這是在韋伯特別敏感的獨特紅外波長上觀察到的。
“我們期望看到甲烷，因為甲烷遍布這些褐矮星。但是我們看到的不是吸收光線，而是相反的情況:甲烷在發光。我的第一個想法是，管它呢？為什么甲烷會從這個物體中釋放出來？”法赫蒂說。
該小組使用計算機模型來推斷排放背后的原因。建模工作表明，W2220在整個大氣層中具有預期的能量分布，隨著高度的增加變得更冷。另一方面，W1935有一個令人驚訝的結果。最好的模型支持逆溫，即大氣隨著高度的增加而變暖。英國赫特福德郡大學的合著者、此項工作的主要建模者本·伯恩漢姆說:“這種逆溫現象真令人費解。”。“我們在附近有一顆恒星可以加熱平流層的行星上看到過這種現象，但在沒有明顯外部熱源的物體上看到這種現象是很瘋狂的。”

天文學家利用美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡研究了12顆冷褐矮星。其中兩個——w 1935和w 2220——在成分、亮度和溫度上看起來幾乎是孿生的。然而，W1935顯示了甲烷的排放，與在W2220觀察到的預期吸收特征相反。研究小組推測甲烷的排放可能是由于產生極光的過程。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局、歐空局、加空局和L. Hustak (STScI)
來自我們太陽系的線索
為了尋找線索，研究小組在我們自己的后院，也就是我們太陽系的行星中尋找。這些氣態巨行星可以作為40多光年外W1935大氣中正在發生的事情的代表。
該小組意識到，溫度逆轉在木星和土星這樣的行星上非常突出。目前仍在努力了解它們平流層加熱的原因，但太陽系的主要理論涉及極光的外部加熱和來自大氣層深處的內部能量傳輸(前者是主要的解釋)。
背景中的褐矮星極光候選者
這不是第一次用極光來解釋褐矮星的觀測結果。天文學家已經探測到來自幾顆較暖的棕矮星的無線電輻射，并認為極光是最可能的解釋。為了進一步描述這一現象，科學家們用凱克天文臺這樣的地基望遠鏡對這些發出無線電波的褐矮星的紅外信號進行了搜索，但沒有得出結論。
W1935是太陽系外第一個具有甲烷排放特征的極光候選者。它也是太陽系外最冷的極光候選，有效溫度約為400華氏度(200攝氏度)，比木星高出約600華氏度。
在我們的太陽系中，太陽風是極光過程的主要貢獻者，像木衛一和土衛二這樣的活躍衛星分別對木星和土星這樣的行星起著作用。W1935完全沒有伴星，因此恒星風不能促成這一現象。一顆活躍的衛星是否在W1935上的甲烷排放中起作用還有待觀察。
“通過W1935，我們現在有了一個太陽系現象的壯觀擴展，沒有任何恒星輻射來幫助解釋。”法赫蒂指出。“有了韋伯，我們可以真正‘打開化學的蓋子’,解開極光過程在我們太陽系之外是多么相似或不同，”她補充道。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是世界上首屈一指的太空科學天文臺。韋伯正在解開我們太陽系的謎團，觀察其他恒星周圍的遙遠世界，探索我們宇宙的神秘結構和起源以及我們在其中的位置。Webb是由美國國家航空航天局及其合作伙伴ESA(歐洲航天局)和加拿大航天局領導的一個國際項目。