詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的數據確定了太陽系附近孤立世界上可能存在的極光。利用詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）的最新觀測結果，天文學家在一顆褐矮星上發現了甲烷發射，對於這樣一個寒冷而與世隔絕的世界來說，這是一個意想不到的發現。這些發現發表在《自然》（Nature）雜誌上，表明這顆褐矮星可能會產生類似於在我們地球以及木星和土星上看到的極光。

這幅藝術家的概念圖描繪了距離地球47 光年的褐矮星W1935。天文學家利用美國太空總署的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡發現了來自W1935 的甲烷紅外線輻射。這是一個意想不到的發現，因為這顆褐矮星非常寒冷，而且缺少一顆主恆星；因此，沒有明顯的能量來源來加熱它的上層大氣，使甲烷發光。研究小組推測，甲烷的發射可能是由於產生極光的過程造成的，這裡的極光顯示為紅色。來源：NASA、ESA、CSA、Leah Hustak（STScI）

褐矮星的質量比行星大，但比恆星輕，在我們的太陽系附近無處不在，已發現的褐矮星有數千顆。去年，美國自然歷史博物館的高級研究科學家兼高級教育經理傑基-法赫蒂（Jackie Faherty）帶領一個研究小組，獲得了在JWST 上研究12 顆褐矮星的時間。

其中包括CWISEP J193518.59-154620.3（簡稱W1935） – 47光年外的一顆冷褐矮星，它是由《後院世界：行星9號》公民科學志願者丹-卡塞爾登（Dan Caselden）和美國太空總署CatWISE團隊共同發現的。

W1935是一顆寒冷的褐矮星，表面溫度約為華氏400度，也就是烘烤巧克力餅乾的溫度。 W1935的質量還不是很清楚，但很可能是木星質量的6-35倍。

在觀察了用JWST 觀測到的一些褐矮星後，Faherty 的研究小組注意到W1935 看起來很相似，但有一個驚人的例外：它正在釋放甲烷，這是以前從未在褐矮星上看到過的。

這項研究的第一作者法赫蒂說：「巨行星和褐矮星中會有甲烷氣體，但我們通常看到的是甲烷氣體吸收光線，而不是發光。我們一開始對自己看到的東西感到困惑，但最終這種困惑轉化成了對這一發現的興奮。

電腦建模也發現了另一個驚喜：這顆褐矮星很可能存在溫度倒置現象。繞恆星運行的行星很容易出現溫度倒置現象，但W1935是孤立的，沒有明顯的外部熱源。

赫特福德大學的合著者本-伯寧厄姆（Ben Burningham）說：「當模型明確預測出溫度反轉時，我們感到非常驚喜。但我們還必須搞清楚，大氣上層額外的熱量來自哪裡。

為了進行研究，研究人員將目光轉向了太陽系。特別是，他們研究了木星和土星，這兩顆行星都有甲烷排放和溫度倒置現象。太陽系巨行星上出現這種特徵的可能原因是極光，因此，研究小組推測他們在W1935 上也發現了同樣的現象。

行星科學家知道，木星和土星極光的主要驅動力之一是來自太陽的高能量粒子，它們與行星的磁場和大氣相互作用，加熱了上層。這也是我們在地球上看到極光的原因，通常被稱為北極光或南極光，因為它們在兩極附近最為特別。但是，由於W1935 沒有主星，太陽風無法解釋原因。

太陽系中的極光還有一個原因。木星和土星都有活躍的衛星，它們偶爾會向太空噴射物質，與行星相互作用，並增強這些世界的極光足跡。木星的衛星木衛一是太陽系中火山最活躍的世界，它噴出的熔岩噴泉高達數十英里，土星的衛星土衛二從噴泉中噴出的水蒸氣在進入太空時同時凍結和沸騰。雖然還需要更多的觀測，但研究人員推測，W1935 上極光的一種解釋可能是一顆活躍的、尚未被發現的衛星。

“每當天文學家將JWST 對準一個天體時，就有可能有令人震撼的新發現，」法赫蒂說。 “在我們開始這個計畫時，甲烷發射並不在我的關注範圍內，但現在我們知道它可能存在，而且對它的解釋如此誘人，我就一直在尋找它。這就是科學向前發展的一部分。

編譯自/ scitechdaily.