Astronomi su uz pomoć teleskopa James Webb uočili 'neuspješnu zvijezdu' - 'smeđeg patuljka' (nebesko tijelo veće od planeta) koji pokazuje znakove da posjeduje auroru.

Aurore su poznatije kao sjeverna i južna polarna svjetlost, a uzrokuju ih nabijene sunčeve čestice koje udaraju u molekule u Zemljinoj atmosferi. Obično se vide samo na velikim geografskim širinama jer magnetosfera našeg planeta usmjerava te čestice prema polovima. Aurore smo zabilježili i kod drugih planeta Sunčevog sustava - poput Jupitera i Saturna, kao i iznad aktivnih mjeseca poput Jupiterovog Ije i Saturnovog Enkelade. Sve te svjetlosne predstave vjerojatno su uzrokovane 'bombardiranjem' nabijenim solarnim česticama.

Novootkrivena polarna svjetlost oko smeđeg patuljka - označenog kao W1935 i smještenog na ugodnoj udaljenosti od preko 40 svjetlosnih godina od Zemlje - je tajanstvena. U njegovoj blizini nema zvijezda koje bi mogle osigurati nabijene čestice da ga 'zapale'.

Što su to smeđi patuljci?

Smeđi patuljci veći su od plinovitih divovskih planeta i manji od zvijezda, ali nastaju poput zvijezda - od kolapsirajućeg oblaka plina i prašine. Ovo znači da je većina smeđih patuljaka često izolirana od zvijezda, baš kao i W1935. Nadimak 'neuspješne zvijezde' dobili su jer nemaju dovoljno mase da barem u životnom vijeku glavnog niza pokrenu nuklearnu fuziju vodika u helij, piše Space.

Na potencijalnu auroru iznad W1935 ukazala je infracrvena emisija metana koju je uočio Webb. Kada se ovakve emisije metana vide iznad Jupitera i Saturna, one nastaju zbog zagrijavanja atmosfere dok se nabijene čestice spuštaju niz linije magnetskog polja i udaraju u atmosferske čestice - također stvarajući aurore. Dakle, istraživački tim misli da se isto odnosi i na ovog izoliranog smeđeg patuljka.

Postoji li unutarnji izvor?

Uz nedostatak vanjskog solarnog vjetra koji bi uzrokovao potencijalnu auroru smeđeg patuljka, tim vjeruje da se unutar smeđeg patuljka može dogoditi neki unutarnji proces koji njegovu atmosferu opskrbljuje energijom. Druga teorija se poziva na međuzvjezdanu plazmu koja bi mogla udariti u W1935. Treća je da smeđi patuljak možda nije potpuno izoliran te da prima priljev čestica s obližnjeg aktivnog mjeseca.

Tim znanstvenika, predvođen astronomicom Američkog prirodoslovnog muzeja Jackie Faherty, došao je do otkrića dok je JWST-om istraživao 12 smeđih patuljaka. Među njima su bili W1935 i W2220, dva vrlo slična smeđa patuljka za koje je teleskop otkrio da su praktički isti, dijeleći slične temperature i svjetlinu kao i gotovo identične sastave vode, amonijaka, ugljikovog monoksida i ugljikovog dioksida.

Međutim, W1935 se od 'blizanca' razlikovao po tome što je imao metan koji emitira infracrveno svjetlo. Na W2220 je taj kemijski spoj apsorbirao svjetlost. 'Očekivali smo da ćemo vidjeti metan, jer je metan na ovim smeđim patuljcima vrlo česta pojava. No umjesto da apsorbira svjetlost, vidjeli smo upravo suprotno: metan je svijetlio', rekla je Faherty u izjavi.

Modelirajući atmosfere smeđih patuljaka kako bi odredili uzrok emisije metana, tim je otkrio da se atmosfera W2220 hladi sa sve većom visinom, dok atmosfera W1935 doživljava temperaturnu inverziju zbog koje se atmosfera zagrijava na većim visinama.

Fenomen bez presedana - i ključ za daljnja istraživanja

'Ova temperaturna inverzija je stvarno zbunjujuća', rekao je u istoj izjavi vodeći modelar istraživanja Ben Burningham sa Sveučilišta Hertfordshire u Engleskoj. 'Ovu smo vrstu fenomena zabilježili na planetima s obližnjom zvijezdom koja može zagrijati stratosferu, no vidjeti ga u objektu bez očitog vanjskog izvora topline je zbilja nevjerojatno.'

To je tim navelo da se obrati Jupiteru i Saturnu za objašnjenje. Otkrili su da je temperaturna inverzija također istaknuta i kod njih. Vodeća teorija za to je zagrijavanje istim procesom koji stvara polarnu svjetlost. Aurore su se prije koristile za objašnjenje neobičnih svojstava smeđih patuljaka - poput radio emisija kod toplijih primjera ovih propalih zvijezda. Međutim, Webbova promatranja W1935 predstavljaju prvi slučaj u kojem je uočena emisija metana iz smeđeg patuljka, što ukazuje na polarnu svjetlost.

'S W1935 sada imamo spektakularno proširenje fenomena Sunčevog sustava bez ikakvog zvjezdanog zračenja koje bi pomoglo u objašnjenju', zaključila je Faherty,