Mysterium: NASAs Webb-Teleskop entdeckt mögliche Aurora auf einem isolierten Braunen Zwerg!

Polarlichter entstehen durch geladene Teilchen, die von einem Stern emittiert werden, aber in diesem Fall gibt es keine Quelle in der Nähe des isolierten Braunen Zwerges, was die Wissenschaftler verblüfft.

Brauner Zwerg W1935, Polarlicht — Konzeptkunst des Braunen Zwergs W1935, der 47 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Das Polarlicht ist in Rot dargestellt. Bildnachweis: NASA, ESA, CSA und L. Hustak.

Braune Zwerge sind Himmelsobjekte, die durch den Kollaps einer Staub- und Gaswolke entstehen. Sie haben mehr Masse als ein Planet, sind aber nicht groß genug, um als Sterne zu gelten. Ein Beispiel ist der einzige braune Zwerg W1935, der massereicher als Jupiter ist und sich 40 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.

Braune Zwerge sind Himmelskörper, die auf der Trennlinie zwischen Sternen und Planeten liegen. Man nennt sie "gescheiterte Sterne", weil sie nicht genug Masse haben, um in ihrem Kern Wasserstoff zu fusionieren und tatsächlich zu einem Stern zu werden. Außerdem ist dieser Körper größer als jeder Planet, aber zu klein und zu kalt, um als Stern zu gelten.

Kürzlich haben Astronomen der NASA mit dem James Webb Space Telescope eine Infrarot-Emission von Methan entdeckt, die von dem Zwerg W1935 ausgeht. Dies ist eine faszinierende Entdeckung, denn der Zwerg ist kalt und hat keinen Wirtsstern. Daher gibt es keine Energiequelle, die seine obere Atmosphäre aufheizen und das Methan zum Leuchten bringen könnte.

Astronomisches Rätsel

Bezogen auf die Erde entstehen die Auroras durch die Wechselwirkung von energiereichen Teilchen, die von der Sonne ausgestrahlt werden, mit dem Gravitationsfeld des Planeten in der Region der Pole. Aus diesem Grund sind sie in Ländern wie Island, Norwegen, Schweden und Finnland.

Im Falle dieses Braunen Zwerges ist er jedoch isoliert und hat keine Quelle geladener Teilchen in seiner Nähe. Auch das Fehlen eines Sternwindes, der zur Entstehung des Polarlichts beiträgt und die zusätzliche Energie in der oberen Atmosphäre erklärt, die für die Emission von Methan erforderlich ist, ist ein Rätsel.

Der Braune Zwerg W1935 ist rätselhaft, weil er keinen nahen Stern hat, der geladene Teilchen zur Bildung des Polarlichts aussenden könnte. Wissenschaftler spekulieren, dass die Emission von Methan, die das Polarlicht erzeugt, auf Prozesse in der oberen Atmosphäre zurückzuführen sein könnte.

Die Planeten Jupiter und Saturn zum Beispiel haben ähnliche Polarlichtprozesse, die mit dem Sonnenwind interagieren, aber auch Beiträge von nahegelegenen aktiven Monden erhalten, wie Io (im Fall von Jupiter) und Enceladus (für Saturn). Es ist jedoch noch nicht bekannt, ob ein aktiver Mond eine Rolle bei der Methanemission des Zwergs W1935 spielen könnte.

Die Hypothese

Die NASA-Wissenschaftler glauben, dass die Aurora durch einen internen Prozess in der oberen Atmosphäre des Zwergs entstanden ist.

Die Entdeckung dieser möglichen Aurora auf dem Braunen Zwerg wurde durch die Analyse der von Webb gesammelten Daten gemacht. Der Zwerg W1935 erregte Aufmerksamkeit, weil er einem anderen untersuchten Zwerg, W2220, sehr ähnlich ist. Beide haben praktisch die gleiche Temperatur, Helligkeit und Zusammensetzung. Die Daten zeigten jedoch einen Unterschied, der die Wissenschaftler faszinierte: Während das Methan in W2220 Licht absorbierte, emittierte es das in W1935.

Durch Modellierung entdeckten sie, dass die Atmosphäre von W2220 mit der Höhe abkühlt, während in der Atmosphäre von W1935 eine Temperaturinversion besteht, die sich mit zunehmender Höhe erwärmt. Die Hypothese ist, dass der gleiche Prozess, der dies verursacht, auch die Aurora auslöst.

Diese Temperaturinversion ist wirklich faszinierend. Wir haben diese Art von Phänomen schon auf Planeten mit einem nahen Stern gesehen, der die Stratosphäre aufheizen kann, aber es auf einem Objekt ohne offensichtliche externe Wärmequelle zu sehen, ist verrückt - Ben Burningham, Hauptautor der Forschung.

Dies war das erste Mal, dass eine Methanemission, die auf eine Aurora in einem Braunen Zwerg hinweist, beobachtet wurde.

Quellenhinweis:

NASA. NASA’s Webb Finds Signs of Possible Aurorae on Isolated Brown Dwarf. 2024.