韦伯检测到极冷棕矮星有极光特征

天文学家用韦伯太空望远镜探测一颗棕矮星，名为 W1935，距离我们 47 光年，发出甲烷红外线辐射，可能是高层大气能量形成，产生这种辐射的高层大气加热与极光有关。

艺术家对棕矮星W1935的想象图。（Source：STScI）

地球极光是太阳吹向太空的高能粒子被地球磁场捕获后产生，沿着地球两极附近磁场线进入大气层与气体分子碰撞，产生绚丽舞动光幕。木星和土星也有类似极光，除了与太阳风相互作用，也会从附近活跃卫星如木卫一（Io）和土卫二（Enceladus）获得。

对W1935这类孤单棕矮星来说，缺乏恒星风促进极光出现，且高层大气甲烷排放额外能量是个谜。团队用韦伯观测12颗冷棕矮星样本，包括W1935（参与Backyard Worlds Zooniverse计划的公民科学家Dan Caselden发现天体）和W2220（NASA广域红外线巡天探测卫星发现天体）。

韦伯发现W1935和W2220成分几乎相同，还有相似亮度、温度及水、氨、一氧化碳和二氧化碳光谱特征。韦伯灵敏独特的红外线波长下观察到明显例外是W1935出现甲烷发射，W2220却没有预期的吸收特征。研究员表示预测会看到甲烷，因为甲烷遍布这些棕矮星，结果却相反，甲烷并没有吸收光，而是发光。这到底是怎么回事?为什么这天体会释放甲烷?

天文学家用电脑模型推断发射原因，模拟显示W2220整个大气层能量分布符合预期，随高度增加变冷。W1935却出乎意料之外，最佳模型支持逆温，即大气随着海拔增加变暖。研究员表示逆温现象确实令人费解，曾于附近有恒星的行星看过这种现象，恒星加热平流层，但在没有明显外部热源的天体看到这种现象可算疯狂。

为了寻找线索，研究员目光投向太阳系行星，气态巨行星可当成47光年外W1935大气层情况的代表。科学家意识到逆温现象在木星和土星等行星非常突出，仍努力了解平流层加热的原因，但太阳系主要理论涉及极光外部加热和大气层深处能量传输（前者是主要解释）。团队称W1935是太阳系外第一个有甲烷发射特征的极光候选者，也是太阳系外最冷极光候选者，有效温度约200°C。

太阳系的太阳风是极光主要贡献者，木卫一和土卫二等活跃卫星分别在木星和土星等行星发挥作用。W1935完全缺乏伴星，因此恒星风无法促成此现象，至于活跃卫星是否会在W1935甲烷排放发挥作用，还不得而知。研究员表示透过W1935，现在有个太阳系现象的壮观延伸，却没有任何恒星辐射帮忙释疑。有了韦伯我们能真正揭开化学反应的神秘面纱，并了解太阳系以外的极光产生有多么相似或不同处。成果是于第243届American Astronomical Society会议时发表。