Smeđi patuljci predstavljaju jedan od najmisterioznijih objekata u svemiru. Oni su nešto između planeta i zvijezda, veći od najvećih planeta, poput Jupitera, ali s nedovoljnom masom da bi započeli nuklearnu fuziju vodika, koja je karakteristična za prave zvijezde. Ova neobična svojstva čine smeđe patuljke intrigantnim i teško uhvatljivim za promatranje, jer ne emitiraju mnogo svjetlosti. Njihovo postojanje je dugo bilo predmet teorijskih rasprava, sve do prvog otkrića 1995. godine. Smeđi patuljci pružaju uvid u složene procese formiranja zvijezda i planeta te predstavljaju važan most između ova dva različita svemirska tijela. Njihova tajanstvenost leži u njihovoj sposobnosti da nam pruže nove spoznaje o dinamici i evoluciji svemirskih tijela, čineći ih ključnim subjektima u suvremenim astronomska istraživanja.
U nedavnom značajnom napretku u svijetu astronomije, skupina znanstvenika koristeći NASA-in svemirski teleskop James Webb, došla je do otkrića neobičnih fenomena na smeđem patuljku poznatom kao W1935. Ovaj zagonetan objekt pokazao je znakove infracrvenog zračenja metana, što je izazvalo iznenađenje u znanstvenim krugovima. W1935 je relativno hladan objekt bez pratiteljske zvijezde, pa se postavlja pitanje izvora energije za takvu aktivnost u njegovoj gornjoj atmosferi. Postoji mogućnost da emisija metana proizlazi iz procesa sličnih onima koji stvaraju aurore.
U potrazi za odgovorima na ovu kozmičku zagonetku, istraživački tim je proučavao slične pojave unutar našeg Sunčevog sustava. Primijetili su da je emisija metana, uočena kod plinovitih divova poput Jupitera i Saturna, česta pojava koja bi mogla pružiti uvid u procese koji se odvijaju na W1935. Na Jupiteru i Saturnu, ova emisija povezana je s grijanjem gornjih slojeva atmosfere, često uzrokovanim aurorama.
Na Zemlji, aurore, poznate kao polarna (sjeverna i južna) svjetlost, stvaraju se kada čestice izbačene sa Sunca uđu u našu atmosferu. Ove čestice, zarobljene Zemljinim magnetskim poljem, stupaju u interakciju s molekulama plina, stvarajući spektakularne svjetlosne prikaze. Slične procese aurora bilježe i Jupiter i Saturn, gdje aktivnosti aurora obuhvaćaju interakcije s solarnim vjetrom i doprinose njihovih aktivnih mjeseca poput Ija i Encelada.
No, u slučaju izoliranog smeđeg patuljka poput W1935, gdje nema zvjezdanog vjetra niti pratiteljske zvijezde, postojanje dodatne energije potrebne za emisiju metana ostaje tajna. Znanstvenici razmatraju da bi unutarnji procesi, slični onima na Jupiteru i Saturnu, ili vanjske interakcije s međuzvjezdanom plazmom ili čak aktivnim obližnjim mjesecom, mogli biti ključ za razumijevanje ove emisije.
Ovo intrigantno otkriće razvilo se poput detektivske znanstvene priče. Tim predvođen Jackie Faherty iz Američkog muzeja prirodne povijesti u New Yorku dobio je priliku istražiti 12 smeđih patuljaka koristeći svemirski teleskop James Webb. Među njima su bili i W1935, otkriven od strane građanskog znanstvenika Dana Caseldena u okviru projekta Backyard Worlds Zooniverse, te W2220, otkriven putem NASA-inog infracrvenog istraživačkog teleskopa širokog polja.
Detaljna analiza koju je proveo teleskop Webb otkrila je zapanjujuće sličnosti između W1935 i W2220, uključujući sličnosti u svjetlini, temperaturi i spektralnim karakteristikama poput vode, amonijaka, ugljičnog monoksida i dioksida. Ipak, ono što je posebno iznenadilo bila je emisija metana kod W1935, u suprotnosti s očekivanom apsorpcijom koja je zabilježena kod W2220.
“Očekivali smo prisutnost metana, koji je uobičajena pojava na smeđim patuljcima, no umjesto apsorpcije svjetlosti, zabilježili smo nešto potpuno suprotno – metan je svijetlio. Ovo neobično otkriće potaknulo nas je na daljnja istraživanja,” izjavila je Faherty.
Tim je koristio sofisticirane računalne modele u pokušaju dešifriranja uzroka ove neobične emisije. Analiza je pokazala da W2220 ima tipičnu raspodjelu energije u atmosferi, s postupnim hlađenjem s porastom visine. Za razliku od toga, W1935 je pokazao neobičnu inverziju temperature, gdje se temperatura povećava s visinom.
“Ova inverzija temperature predstavlja zagonetan i fascinantan fenomen, posebice zato što je uočen na objektu koji nema očiti vanjski izvor topline. To nas je dovelo do novih znanstvenih pitanja,” komentirao je Ben Burningham, suautor studije i vodeći modelar iz Sveučilišta u Hertfordshireu.
Istraživački tim usporedio je ovaj fenomen s plinovitim divovima unutar našeg Sunčevog sustava, gdje su također zabilježene inverzije temperature. Teorije koje objašnjavaju zagrijavanje stratosfere na Jupiteru i Saturnu uključuju vanjsko zagrijavanje aurorom te unutarnji prijenos energije iz dubljih slojeva atmosfere.
Zanimljivo je da ovo nije prvi put da su aurore povezane s fenomenima na smeđim patuljcima. Prethodno su astronomi detektirali radio emisije s toplijih smeđih patuljaka, što je upućivalo na mogućnost auroralnih procesa. Međutim, pokušaji detekcije infracrvenih potpisa kod tih radio-emitičnih smeđih patuljaka nisu bili uspješni.
W1935 ističe se kao prvi kandidat za auroralne pojave izvan našeg Sunčevog sustava, karakteriziran specifičnom emisijom metana. Osim toga, on je i najhladniji kandidat takve vrste, s efektivnom temperaturom od otprilike 200 stupnjeva Celzija, što ga čini značajno toplijim od Jupitera.
Premda solarni vjetar ima ključnu ulogu u procesima aurora unutar našeg Sunčevog sustava, W1935, kao objekt bez pratiteljske zvijezde, predstavlja jedinstven slučaj. Otvoreno je pitanje moguće uloge aktivnog mjeseca u procesu emisije metana na W1935, što predstavlja područje budućih istraživanja.
“Otkriće W1935 značajno proširuje naše shvaćanje fenomena aurora, i to bez prisutnosti zvjezdanog zračenja. Zahvaljujući teleskopu Webb, sada možemo detaljnije istražiti kemiju i procese, te procijeniti sličnosti ili razlike auroralnih procesa izvan našeg Sunčevog sustava u odnosu na one unutar njega,” zaključila je Faherty.
Ovo otkriće otvara nova vrata za razumijevanje atmosferske dinamike izvan granica našeg Sunčevog sustava, pružajući uvid u kompleksne procese koji se odvijaju u atmosferama smeđih patuljaka. Daljnja istraživanja i temeljite analize pridonijet će boljem razumijevanju mehanizama koji stoje iza ovih neočekivanih otkrića, kao i procjeni u kojoj mjeri se auroralni procesi na smeđim patuljcima razlikuju ili podudaraju s onima u našem Sunčevom sustavu.
Uz teleskop James Webb, koji se ističe iznimnom rezolucijom i osjetljivošću, astronomija ulazi u novo razdoblje istraživanja, otvarajući prozor u dosad neistražene aspekte svemira koji nas okružuje. Ova istraživanja ne samo da proširuju naše znanje o udaljenim svjetovima, već i doprinose boljem razumijevanju procesa koji oblikuju i vode evoluciju svemirskih tijela.
Studija smeđih patuljaka, poput W1935, otvara put za nove interpretacije i teorije u svrhu astronomske znanosti, omogućavajući znanstvenicima da prodru u univerzalne zakone koji upravljaju svemirom.
Ova otkrića stvaraju temelj za buduće istraživačke napore i moguće misije koje bi mogle produbiti naše razumijevanje kompleksnih i fascinantnih svemirskih fenomena. S teleskopom James Webb, koji pruža neviđene mogućnosti proučavanja, astronomi su sada opremljeni s alatom koji bi mogao značajno promijeniti naše shvaćanje kozmosa.
Kako se istraživanja nastavljaju razvijati, očekuje se otkriće još više intrigantnih karakteristika smeđih patuljaka i drugih neobičnih svemirskih tijela, potičući daljnji napredak u astronomske znanosti i produbljujući naše razumijevanje beskrajnog svemira.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
