在最近举行的 美国天文学会 (AAS) 年会上——美国国内最大的专业天文学家组织——许多宇宙天体都迎来了它们的高光时刻。
但在棕矮星的案例中，这种光芒非常微弱。
棕矮星存在于行星和恒星之间的一种中间地带。它们的质量足够大，以至于核心压力足以融合氘——氢的一种同位素——但质量不足以融合正常的氢，即定义一颗真正恒星的自持过程。这个质量范围大约是从 13 个木星质量到大约 75 倍于该气体巨星的质量（或约为太阳质量的 0.075 倍）。
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它们还会通过引力收缩产生热量，而一些接近质量尺度顶端的棕矮星也会融合锂。但所有这些过程都是短暂的，使得棕矮星相对惰性。因此，它们有时被称为“失败的恒星”，我认为这个绰号显然是不公平的。我们凭什么评判？也许棕矮星实际上只是超常发挥的行星。
但由于融合过程是短暂的，棕矮星形成后不久就会开始冷却，并且随着时间的推移逐渐褪色。这意味着它们在可见光中非常微弱，甚至对于光学望远镜来说是完全不可见的，即使它们离地球非常近。第一颗被发现的棕矮星 Teide-1，位于附近的昴星团中，直到 1995 年才被证实。好消息是，这些天体保留了形成时的大部分剩余热量，因此它们会发出持久的红外光芒，这使得它们在这些波长下更容易被发现。
尽管如此，在最初发现近三十年后，关于棕矮星，我们仍然有很多不了解的地方。关于它们仍然笼罩着一层神秘的光环——在 AAS 会议上宣布的一个案例中，这是一个非常字面意义上的光环。
CWISEP J193518.59-154620.3——我们简称它为 W1935，因为天文学家就是这么做的——是一颗位于人马座的棕矮星。它非常寒冷，就这些天体而言：它大约为 200 摄氏度，这使得它极其微弱。直到 2019 年才被发现，尽管它距离地球仅约 47 光年。这在银河尺度上是非常近的，几乎就在我们家门口。
天文学家最近使用了詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 来观测 W1935，作为一项旨在更好地了解寒冷棕矮星的组成、结构和大气层的计划的一部分。他们将该天体的光线分离成不同的颜色，形成了它的光谱，该光谱可用于显示不同分子的存在和丰度，例如水和二氧化碳。
然而，光谱揭示了一个惊喜。通常情况下，棕矮星中气态大气甲烷会吸收来自下方的红外光，因此在某些光谱波长处亮度会下降。天文学家看到的却恰恰相反：甲烷不是吸收红外光，而是发射光。这意味着一定有某种东西在向 W1935 大气层中的甲烷分子注入能量。
尚未有关于这项研究的同行评议论文发表，但这个光谱上的惊喜引发了一些有趣的问题。这颗棕矮星太冷了，以至于它的环境温度不可能是激发甲烷的能量来源。尽管可能是某些内部过程是罪魁祸首，但一个更可能的解释是 W1935 拥有极光，根据收集数据的天文学家的说法。
这真是一个大惊喜！在地球上，当太阳风的亚原子粒子被我们地球的磁场捕获时，就会发生极光。这些粒子被漏斗状地导入我们的大气层，在那里它们撞击大气中的气态原子和分子，使它们像字面意义上的霓虹灯一样发光。
棕矮星可以拥有强大的磁场，因此这当然是可能的。问题是 W1935 是一颗宇宙中的孤星；附近没有恒星可以为其提供粒子以产生极光。
然而，还有另一种可能性，而且非常有趣。木星拥有由太阳风驱动的极光，也由其三颗卫星引发：木卫一、木卫二和木卫三。例如，对于构造活动极为活跃的木卫一来说，它火山喷发到太空中的硫与木星的磁场相互作用，从而产生极光。
W1935 是否也可能发生类似的事情？如果它有一颗卫星，或者更令人兴奋的是，甚至有一个行星质量的天体绕其运行，那么该伴星上的火山活动可能会驱动极光。涌入的粒子将被棕矮星的磁场捕获并流入大气层，激发甲烷分子并使其发光。即使从宇宙的角度来看，W1935 离我们很近，但它仍然太远太微弱，我们无法看到任何绕轨道运行的伴星。但有可能间接探测到这样的天体。例如，正如我们在木星卫星引起的极光中所看到的那样，W1935 的极光可能会随着伴星的轨道周期而周期性地增强和减弱。辨别出这种模式可能非常困难，但理论上是可能的。
之前已经在棕矮星周围探测到极光，但从未在像 W1935 这样寒冷的棕矮星周围探测到。这项发现可能有助于更好地理解棕矮星的行为，特别是那些具有强磁场的棕矮星。而且，谁知道呢，也许它也可能偶然发现一颗行星或卫星。
总的来说，自然倾向于制造少量的大型天体和大量的小型天体；例如，高质量恒星很少见，而低质量恒星（如红矮星）很常见。如果这条规则延伸到更小的天体，棕矮星可能成为宇宙中最普遍的亚恒星天体。我们已经进行了近 30 年的观测，表明它们是多么有趣，但它们仍然能够给我们带来惊喜。显然，它们的闪耀时刻才刚刚开始。
这是一篇观点和分析文章，作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。