Gerzson, Margit, Zétény2024. február 22., csütörtök
Föld

Barna törpe sarki fénnyel

National Geographic Magyarország

A James Webb-űrteleszkóp (JWST) mérései arra utalnak, hogy egy barna törpe légkörében sarki fény jellegű jelenség lehet.

Fantáziakép a barna törpéről és annak sarki fényéről.
Forrás: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak STScI

A JWST mérései alapján csillagászok arra jutottak, hogy egy W1935 nevű barna törpe infravörös spektruma igen különös, feltehetően a felső légkörében lévő metán kibocsátásának köszönhetően. A felfedezés azért igazán fura, mert ez az égitest magányos, vagyis nem egy csillag körül kering, így a légkörét érő energia eredete rejtély. A kutatók arra gyanakodnak, hogy olyan folyamat állhat a metánon észlelt kibocsátás hátterében, ami sarki fényt hozhat létre. A NASA által ismertetett felfedezésről egy csillagászati konferencián számoltak be a szakemberek.

A barna törpe egy olyan égitest, ami a bolygók és a csillagok közt helyezkedik el: bolygóknál nagyobb, csillagoknál kisebb, és nem is indult be magjában a hidrogénfúzió – kevéske fényét a deutérium fúziója biztosítja. Ezek az objektumok elég hűvösek lehetnek ahhoz is, hogy metánlégkörük alakulhasson ki.

A Földön vagy más bolygókon úgy jön létre a sarki fény, hogy a naptevékenységből eredő nagyenergiás részecskék a légköri részecskéket gerjesztik, a Jupiter és a Szaturnusz esetében pedig azok aktív holdjai (Io és Enceladus) is hozzájárulnak ehhez. Azonban a W1935 abszolút magányos, így nincs a közelében olyan csillag se, amelyből csillagszél, a légköri gázait gerjesztő töltött részecskék érkeznének. A szakemberek szerint e barna törpe esetében vagy valami ismeretlen belső folyamat okozhatja a kibocsátást, esetleg csillagközi plazmával, vagy egy aktívan viselkedő holddal hozható kapcsolatba a jelenség.

A W1935-öt egy hozzá rendkívüli módon hasonló másik barna törpe, a W2220 társaságában vizsgálták meg. A két égitestről a JWST kiderítette, hogy szinte egymás klónjai: egyforma fényesek, egyforma hőmérsékletűek és összetételűek, valamint hasonló színképi jeleik (víz, ammónia, szén-monoxid és szén-dioxid) is vannak. Egyetlen kivételt a metán színképi jelei képeznek. Míg a W2220 az elvártaknak megfelelően viselkedik, és elnyelési színképén látszik a metán, addig a W1935 a kibocsátási színképben mutatja meg e légköri gázt.

A színkép kétféle formája az amit az egyes elemek, molekulák kibocsátanak, illetve az, amit elnyelnek. A képen néhány példa látható erre, a nátrium, a nitrogén, a hidrogén és az oxigén esetében, mindegyik elemnél a felső sor az elnyelési, az alsó a kibocsátási színkép.
Forrás: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

A színkép sok mindenről árulkodhat. Ha egy ismert fényforrás és a megfigyelő között lévő anyagot (pl. egy égitest légkörét vagy egy gázfelhőt) akarjuk vizsgálni, akkor azt mérjük meg, hogy a fényforrás fényéből mit is nyel el az ismeretlen összetételű légkör, gáz. Az elnyelés jellemző az egyes elemekre, molekulákra, így ezekből ki lehet számítani az összetevőket. Azonban vannak anyagok, amelyek maguk fénylenek, vagyis bocsátanak ki fotonokat, amelyek energiaszintje szintén az adott anyagra jellemző tulajdonság. Ezt a kibocsátási spektrum alapján azonosíthatjuk. A JWST által észlelt különbség tehát ez esetben azt jelenti, hogy míg a W2220 légkörében sikerült a várakozásoknak megfelelően jelen lévő metánt kimutatni az alapján, amit az elnyelt a teljes spektrumból, a W1935 légköri metánja viszont maga bocsát ki fényt, amelyet az űrteleszkóp műszere észlelt. Ez arról tanúskodik, hogy a légköri metánt valami energiával pumpálta teli, gerjesztette.

A vizsgálati eredmények alapján modellezték a két barna törpe légkörét is. Míg a W2220 teljesen szokványos módon viselkedett a modellben s a légkörének hőmérséklete csökkent a magassággal, a W1935 ebben is különös volt. Úgy tűnik, mintha a légkörének magasabb rétegei melegebbek lennének a felszínközelieknél, ez pedig az olyan bolygók felső légkörére jellemző, amelyeket a közeli csillaguk lát el plusz energiával. A W1935 azonban nem egy csillag körül kering, így abszolút meglepő ez a fajta légköri hőmérsékleti inverzió.

A W2220 (fehér vonal) és W1935 (kék vonal) barna törpék színképei közti eltérés a metán esetében. A többi összetevőnél szinte azonosak a görbék.
Forrás: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak (STScI)

A kutatók aztán ráébredtek, hogy a Naprendszer óriásbolygóinak felső légkörét is hasonlóan fűti valami, erre pedig jelenleg a leginkább elfogadott elmélet az, hogy a bolygó sarki fényei szolgálnak hozzá plusz energiával.

Nem is a W1935 az első olyan barna törpe, amelyről sarki fényre utaló jelek érkeznek. Földi teleszkópokkal már észleltek néhány melegebb barna törpéről érkező olyan rádió tartományú kibocsátást, amely sarki fénnyel hozható összefüggésbe. Azonban ezek, szintén földi eszközzel végzett, infravörös tartományú megfigyelései nem adtak elegendő adatot a jelenség igazolásához.

Így születik egy alábukó lemezszegély

Így születik egy alábukó lemezszegély

Gibraltárnál egy olyan geológiai folyamatot figyelhetünk meg, amelynek nyomán sok millió év múlva majd egy alábukó kőzetlemezszegély nyúlik az Atlanti-óceánba.

Örvénylő jég Labrador partjainál

Örvénylő jég Labrador partjainál

A rendkívüli látványosságot Föld-megfigyelő műholdról és a Nemzetközi Űrállomásról is megörökítették.

Csillag-gyöngysor kíséri a galaxisrandevút

Csillag-gyöngysor kíséri a galaxisrandevút

A Hubble-űrteleszkóp felvételén galaxisrandevú nyomán kialakult csillagok sorozatát figyelhetjük meg.

Kiterjedt vulkanizmus és tektonika a fiatal Marson

Kiterjedt vulkanizmus és tektonika a fiatal Marson

A Mars geológiai szempontból ma „halott” bolygó, azonban a régmúltban mind vulkáni, mind tektonikai aktivitása jelentős volt.

Egy albán bánya kincse

Egy albán bánya kincse

A Bulqizë nevű krómérc-bányában természetes hidrogénforrásra bukkantak.

National Geographic 2024. februári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

16 500 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket