Webb detecteert methaan van een koele bruine dwerg
Astronomen hebben met behulp van de Webb Space Telescope methaanemissie gedetecteerd van de bruine dwerg W1935. Dit is een geïsoleerde bruine dwerg met een temperatuur van ongeveer 482 Kelvin (± 210 °C). Hun bevindingen suggereren ook dat W1935 mogelijk aurorae produceert vergelijkbaar met die we op Aarde, Jupiter en Saturnus kennen.
W1935 (voluit CWISEP J193518.59-154620.3) bevindt zich op een afstand van ongeveer 47 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Sagittarius – Boogschutter.
De bruine dwerg werd mede gevonden door Backyard Worlds: Planet 9 burgerwetenschapper Dan Caselden en het CatWISE-team van de NASA.
De massa voor W1935 is niet goed bekend maar ligt waarschijnlijk tussen de 6 en 35 keer de massa van Jupiter.
Nadat hij een aantal bruine dwergen had bestudeerd die met de Webb waren waargenomen merkte Dr. Jackie Faherty van het American Museum of Natural History en zijn collega’s op dat W1935 er hetzelfde uitzag maar met één opvallende uitzindering: hij stootte methaan uit, iets dat nog nooit eerder bij een bruine dwerg is waargenomen.
Volgens Dr. Faherty is methaan een gas dat je verwacht bij gasreuzen en bruine dwergen maar meestal absorbeert het licht in plaats van te emitteren.
De onderzoekers waren in eerste instantie in de war over wat ze zagen, maar uiteindelijk veranderde dat in pure opwinding bij de ontdekking.
Computermodellering leverde nog een verrassing op: W1935 heeft waarschijnlijk een temperatuurinversie, een fenomeen waarbij de atmosfeer warmer wordt naarmate de hoogte toeneemt.
Temperatuurinversies kunnen gemakkelijk voorkomen bij planeten die rond sterren draaien, maar de bruine dwerg is geïsoleerd en heeft geen duidelijke warmtebron.
De onderzoekers waren aangenaam verrast toen het model duidelijk een temperatuurinversie voorspelde. Ze moesten uitzoeken waar die extra hitte in de bovenste atmosfeer vandaan komt.
Om dit te onderzoeken wendden de astronomen zich tot ons zonnestelsel. In het bijzonder keken ze naar studies van Jupiter en Saturnus, die beide methaanuitstoot laten zien en temperatuurinversies hebben.
De waarschijnlijke oorzaak voor dit verschijnsel bij de gasreuzen in ons zonnestelsel is aurorae. Daarom vermoedde de onderzoekers dat ze hetzelfde fenomeen bij W1935 hadden ontdekt. Planeetwetenschappers weten dat een van de belangrijkste oorzaken van aurorae op Jupiter en Saturnus hoogenergetische deeltjes van de Zon zijn die interageren met de magnetische velden en atmosferen van de planeten, waardoor de bovenste lagen worden verwarmd.
Dit is ook de reden voor aurorae die we op Aarde zien, gewoonlijk het noorder- of zuiderlicht genoemd, omdat ze het meest bijzonder zijn nabije de polen.
Maar zonder gastster voor W1935 kan een zonnewind niet bijdragen aan de verklaring.
Er is nog een andere verleidelijke reden voor aurorae in ons zonnestelsel.
Zowel Jupiter als Saturnus hebben actieve manen die af en toe materiaal de ruimte in werpen, interactie hebben met de planeten en de poollichtvoetafdruk op die werelden vergroten.
Jupiter ’s maan Io is de meest vulkanisch actieve wereld in het zonnestelsel en spuugt lavafonteinen van tientallen kilometers hoog en de Saturnusmaan Enceladus werpt waterdamp uit zijn geisers die tegelijkertijd bevriest en kookt wanneer deze de ruimte raakt.
Er zijn meer waarnemingen nodig maar de onderzoekers speculeren dat een verklaring voor de aurorae op W1935 een actieve, nog te ontdekken maan zou kunnen zijn.
Elke keer dat een astronoom Webb op een object richt is er een kans op een nieuwe, verbluffende ontdekking zeggen de onderzoekers.
Een artikel met de bevindingen is in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Artikel: J.K. Faherty et al. 2024. Methane emission from a cool brown dwarf. Nature 628, 511-514; doi: 10.1038/s41586-024-07190-w
Eerste publicatie: 18 april 2024
Bron: sci-news, NASA, ESA
