Più massicce dei pianeti ma più leggere delle stelle, le nane brune sono onnipresenti nel nostro quartiere solare e ne sono state identificate migliaia. L'anno scorso, Jackie Faherty, ricercatore senior e responsabile dell'istruzione presso l'American Museum of Natural History, ha guidato un team di ricercatori a cui è stato assegnato del tempo su JWST per indagare su 12 nane brune.

Tra questi c'era CWISEP J193518.59–154620.3 (o W1935 in breve), una nana bruna fredda distante 47 anni luce che è stata co-scoperta da Backyard Worlds:Planet 9, dal volontario di citizen science Dan Caselden e dal team CatWISE della NASA. W1935 è una nana bruna fredda con una temperatura superficiale di circa 400° Fahrenheit. La massa di W1935 non è ben nota, ma probabilmente varia da 6 a 35 volte la massa di Giove.

Dopo aver osservato un certo numero di nane brune osservate con JWST, il team di Faherty ha notato che W1935 sembrava simile ma con una sorprendente eccezione:emetteva metano, qualcosa che non era mai stato visto prima su una nana bruna.

"Il gas metano è previsto nei pianeti giganti e nelle nane brune, ma di solito lo vediamo assorbire la luce, non brillare", ha detto Faherty, l'autore principale dello studio. "All'inizio eravamo confusi su ciò che stavamo vedendo, ma alla fine la scoperta si è trasformata in pura eccitazione."

La modellizzazione computerizzata ha rivelato un’altra sorpresa:la nana bruna probabilmente presenta un’inversione di temperatura, un fenomeno in cui l’atmosfera diventa più calda con l’aumentare dell’altitudine. Le inversioni di temperatura possono facilmente verificarsi sui pianeti in orbita attorno alle stelle, ma W1935 è isolato, senza alcuna fonte di calore esterna evidente.

"Siamo rimasti piacevolmente scioccati quando il modello prevedeva chiaramente un'inversione di temperatura", ha affermato il coautore Ben Burningham dell'Università dell'Hertfordshire. "Ma dovevamo anche capire da dove provenisse quel calore extra nell'atmosfera superiore."

Per indagare, i ricercatori si sono rivolti al nostro sistema solare. In particolare, hanno esaminato gli studi su Giove e Saturno, che mostrano entrambi emissione di metano e presentano inversioni di temperatura. La probabile causa di questa caratteristica sui giganti del sistema solare sono le aurore, pertanto il gruppo di ricerca ha ipotizzato di aver scoperto lo stesso fenomeno su W1935.

Gli scienziati planetari sanno che uno dei principali fattori che determinano le aurore su Giove e Saturno sono le particelle ad alta energia provenienti dal sole che interagiscono con i campi magnetici e le atmosfere dei pianeti, riscaldando gli strati superiori. Questo è anche il motivo delle aurore che vediamo sulla Terra, comunemente chiamate Luci del Nord o del Sud poiché sono più straordinarie vicino ai poli. Ma senza una stella ospite per W1935, il vento solare non può contribuire alla spiegazione.

C’è un ulteriore motivo allettante per l’aurora nel nostro sistema solare. Sia Giove che Saturno hanno lune attive che occasionalmente espellono materiale nello spazio, interagiscono con i pianeti e migliorano l’impronta aurorale su quei mondi. La luna di Giove, Io, è il mondo più attivo dal punto di vista vulcanico del sistema solare, eruttando fontane di lava alte decine di chilometri, mentre la luna di Saturno, Encelado, espelle vapore acqueo dai suoi geyser che contemporaneamente congela e bolle quando colpisce lo spazio.

Sono necessarie ulteriori osservazioni, ma i ricercatori ipotizzano che una spiegazione per l'aurora su W1935 potrebbe essere una luna attiva, ancora da scoprire.

"Ogni volta che un astronomo punta JWST verso un oggetto, c'è la possibilità di una nuova scoperta strabiliante", ha detto Faherty. "Le emissioni di metano non erano nei miei radar quando abbiamo avviato questo progetto, ma ora che sappiamo che può esistere e che la spiegazione è così allettante, sono costantemente alla ricerca di ciò. Fa parte del modo in cui la scienza va avanti."