Hvězdy jsou definovány hmotností, která postačuje k tomu, aby v jejich jádru probíhala vodíková fúze. To odpovídá zhruba hmotnosti 80 Jupiterů. Za planety zase považujeme tělesa, v nichž vzniká teplo pouze gravitačním kolapsem anebo rozpadem radioaktivních izotopů. To platí pro tělesa do hmotnosti asi 13 Jupiterů.
Mezi těmito dvěma limity se rozprostírá šedá zóna plná těles, která nejsou ani hvězdy ani planety a obvykle u nich probíhá deuteriová fúze. Jde o početnou a pestrou skupinu hnědých trpaslíků (brown dwarf). Nejmenší z nich se podobají plynným obrům, jak velikostí, tak i povrchovou teplotou. Naopak největší z hnědých trpaslíků jsou skoro jako hvězdy a jejich povrchová teplota se pohybuje kolem 3 000 K.
Většina hnědých trpaslíků je o něco větší než Jupiter (15–20 %), ale díky větší hustotě jsou až 80krát hmotnější. Obrázek je v měřítku, přičemž poloměr Jupitera je 11krát větší než poloměr Země a poloměr Slunce 10krát větší než poloměr Jupiteru.
Vzhledem k jejich vlastnostem, především tomu, že téměř nezáří, je studium hnědých trpaslíků velmi komplikované. Platí to zejména pro ty hnědé trpaslíky, kteří neobíhají kolem hvězdy a putují vesmírem osamoceně. V některých případech ale mohou vědcům pomoci polární záře, které se mohou vyskytovat na hnědých trpaslících se silným magnetickým polem.
Využil toho i početný tým astronomů, který vedla Jacqueline Fahertyová z muzea American Museum of Natural History. Zaměřili se na hnědého trpaslíka W1935 (plným jménem CWISEP J193518.59-154620.3). Je to chladný a osamocený hnědý trpaslík s povrchovou teplotou kolem 200 °C, který se nalézá ve vzdálenosti asi 47 světelných let od Sluneční soustavy.
Umělecká ilustrace hnědého trpaslíka W1935.
Díky pozorováním Vesmírného dalekohledu Jamese Webba badatelé u tohoto trpaslíka odhalili intenzivní emise záření odpovídající metanu. Metan na hnědém trpaslíku není nic zvláštního, ale záření metanu zvláštní rozhodně je.
Podle Fahertyové a spol. je nejlepším vysvětlením, že atmosféra hnědého trpaslíka W1935 vykazuje teplotní inverzi. Vrchní vrstvy jeho atmosféry jsou teplejší než ty spodní. Otázkou ale je, čím je teplotní inverze způsobená.
Nemůže jít o vliv záření hvězdy, protože tento hnědý trpaslík putuje vesmírem sám. Badatelé se domnívají, že by viníkem mohly být procesy související s tvorbou polárních září. Nemohou ale vyloučit ani vnější příčiny, jako je například přítomnost dalšího tělesa, které by bylo společníkem hnědého trpaslíka, a jeho vyvržený materiál by trpaslíkovi ohříval atmosféru.
Via Universe Today