利用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家发现褐矮星（一种比木星质量大但比恒星小的物体）可能会显示出极光，就像熟悉的北极光一样。 这是一个意想不到的谜团，因为这颗褐矮星，被称为W1935，是太空中一个孤立的天体，附近没有恒星产生极光。
这位艺术家的概念艺术描绘了1935年距离地球47光年的褐矮星W47。 天文学家使用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了来自W1935的甲烷红外辐射。 这是一个意想不到的发现，因为褐矮星非常寒冷，没有主星; 因此，没有大量的能量**来加热其高层大气，使甲烷发光。 研究小组推测，甲烷的排放可能是由于产生极光的过程造成的，极光在这里以红色显示。 **由NASA，ESA，CSA，Leah Hustak（STSCI）编辑。
地球上的极光是当来自太阳的高能粒子被我们星球的磁场捕获时产生的。 这些粒子一层一层地落入地球两极附近的大气层中，与气体分子碰撞，形成一个诡异的、跳舞的光幕。 由于W1935中没有恒星产生恒星风，因此与星际等离子体或附近的活跃卫星（如木星的木卫一）的外部相互作用可能有助于解释观测到的红外辐射。
天文学家使用美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜研究了12颗冷褐矮星。 其中两个——W1935和W2220——在成分、亮度和温度上似乎接近双胞胎。 然而，W1935 显示甲烷排放，而不是 W2220 预期的吸收曲线。 研究小组推测，甲烷排放可能是由于产生极光的过程造成的。 资料来源**：美国国家航空航天局、欧空局、CSA、Leah Hustak （STSCI）。
使用美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的天文学家发现，一颗褐矮星（比木星质量大但比恒星小的天体）具有甲烷发出的红外线，可能是由于其高层大气中的能量。 这是一个意想不到的发现，因为这颗名为W1935的褐矮星非常冷，没有主星; 因此，它的高层大气没有明显的能量**。 研究小组推测，甲烷排放可能是由于产生极光的过程造成的。
研究结果将在新奥尔良举行的美国天文学会第243次会议上发表。
为了帮助解开甲烷红外辐射的谜团，该团队转向了太阳系。 甲烷排放是木星和土星等气态巨行星的共同特征。 产生这种辐射的高层大气的加热与极光有关。
在地球上，当被太阳吹入太空的高能粒子被地球磁场捕获时，就会产生极光。 它们沿着地球两极附近的磁力线进入大气层，与气体分子碰撞，形成一个诡异的舞动光幕。 木星和土星也有类似的极光过程，包括与太阳风的相互作用，但它们也从附近的活跃卫星获得极光，如木卫二（木星）和土卫二（土星）。
对于像W1935这样的孤立褐矮星来说，没有恒星风对极光过程有贡献，并且无法解释高层大气中甲烷排放所需的额外能量，这是一个谜。 研究小组推测，无法解释的内部过程，如木星和土星等大气现象，或与星际等离子体或附近活跃卫星的外部相互作用，可能有助于解释甲烷排放。
极光的发现就像一个侦探故事。 由纽约美国自然历史博物馆（American Museum of Natural History）的天文学家杰基·法赫蒂（Jackie Faherty）领导的一个团队利用韦伯望远镜调查了12颗冷褐矮星。 其中包括W1935 - 一个由公民科学家丹·卡塞尔登（Dan Caselden）发现的天体，他曾参与其中"后院世界"（后院世界 Zooniverse）; W2220，一个使用美国宇航局的宽视场红外巡天探测器发现的物体。 韦伯望远镜已经非常详细地揭示了W1935和W2220在组成上几乎是克隆的。 它们还具有相似的水、氨、一氧化碳和二氧化碳的亮度、温度和光谱特征。 一个值得注意的例外是 W1935 表现出甲烷排放，而 W2220 没有表现出预期的吸收特征。 这是在独特的红外波长上看到的，韦伯对红外波长具有独特的灵敏度。
我们期待看到甲烷，因为它遍布这些褐矮星。 但我们看到的恰恰相反，甲烷不吸收光：甲烷在发光。 我的第一个想法是，这到底是怎么回事？ 为什么这个天体会释放甲烷？ "研究小组使用计算机模型推断出甲烷排放背后的原因。 建模工作表明，W2220在整个大气中的能量分布符合预期，随着海拔的增加而冷却。 另一方面，W1935的结果出乎意料。 最好的模型倾向于温度反转，即随着海拔的增加，大气变暖。
该研究的首席建模师、英国赫特福德大学的合著者Ben Burningham说："这种温度反转的现象确实令人费解。 我们已经在附近有恒星的行星上看到了这种现象，它可以加热平流层，但在没有明显外部热源的天体上看到它是疯狂的。 "
为了寻找线索，研究小组将目光投向了我们自己的后院——太阳系的行星。 气态巨行星可以用作替代物，反映了40多光年外，1935光年外的W40大气层中发生的事情。
该团队意识到，温度反转现象在木星和土星等行星中非常突出。 人们仍在努力理解为什么它们在平流层中会升温，但太阳系的主要理论涉及极光的外部加热和来自大气深处的内部能量传递（前者是主要的解释）。
这不是第一次用极光来解释褐矮星的观测。 天文学家已经探测到来自几颗较温暖的褐矮星的无线电辐射，并将极光作为最可能的解释。 凯克天文台等地面望远镜已经搜索了这些发射无线电褐矮星的红外特征，以进一步表征这一现象，但尚未得出结论。
W1935是太阳系外第一个具有甲烷发射特征的极光候选天体。 它也是太阳系外最冷的极光候选者，有效温度约为400华氏度（200摄氏度），比木星高出约600华氏度。
在太阳系中，太阳风是极光过程的主要贡献者，木卫二和土卫二等活跃的卫星分别在木星和土星等行星上发挥作用。 W1935这颗恒星根本没有伴星，因此恒星风不太可能促成这种现象。 至于有源卫星是否会在W1935的甲烷排放中发挥作用，目前还不得而知。
Faherty指出："有了W1935，我们现在有了太阳系现象的壮观延伸，没有任何恒星辐射来帮助解释它。 "她补充道："有了韦伯望远镜，我们可以真正'打开'化学反应'罩'看看太阳系外的极光过程有多相似或不同。 "
汇编**：scitechdaily