天文學家在一顆棕矮星的大氣層中發現了沙雲

詹姆斯韋伯太空望遠鏡的新觀測結果直接證實了一些外星世界有岩石雲。

該望遠鏡在一顆棕矮星的大氣層中直接探測到了矽酸鹽雲——據一個國際天文學家團隊稱，這是第一次在太陽系外的行星質量伴星中進行這樣的探測。

該研究團隊說，這些完整的發現構成了迄今為止行星質量物體的最佳光譜。這些結果不僅可以幫助我們更好地了解這些所謂的「失敗的恆星」（棕矮星），而且只是代表了韋伯太空望遠鏡所能做到的一個預示。

該論文已提交給 AAS 期刊，在經過同行評審和發表過程時，可在 arXiv 上獲取預印。

我們已經看到韋伯太空望遠鏡拍攝了系外行星的直接圖像，但棕矮星是一種稍微不同的星體。

這種星體是當一顆小恆星沒有積累足夠的質量來啟動其核心的氫核聚變時發生的，它們佔據了介於最笨重的行星和最微弱的恆星之間的質量體系。

然而，棕矮星的質量大約是木星的13.6倍，它可以融合氘，又稱重氫（核中有一個質子和一個中子的氫，而不是只有一個質子）。

氘的聚變壓力和溫度低於氫，這意味著棕矮星有點像「輕型」恆星。

也就是說，與系外行星不同，棕矮星會發出自己的熱量和光。這顯然比恆星的要少得多，但是我們可以直接探測到它，特別是在韋伯太空望遠鏡擅長的紅外波長中。

由加州大學聖克魯茲分校的天文學家 Brittany Miles 領導的團隊獲得的觀測數據是來自於約72光年外的一顆棕矮星，名為 VHS 1256-1257 b，於2015年被首次描述。

它的質量大約是木星的19倍，而且相對年輕，大氣層呈紅色。

這種色調以前被歸因於年輕棕矮星中的雲層，所以研究小組拍攝了紅外光譜，看看他們是否能夠確定這顆棕矮星的組成。

這是因為不同的元素以不同的波長吸收和再發射光。科學家們可以通過觀察光譜來看到較暗和較亮的特徵，並確定造成這些特徵的元素。

研究小組發現， VHS 1256-1257 b 的大氣成分與在紅外波長下研究的其他棕矮星相似，但更清晰。

「根據從模板棕矮星光譜、分子不透明度和大氣模型的比較，在韋伯太空望遠鏡光譜的幾個部分觀察到了水、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、鈉和鉀。」研究人員在他們的論文中寫道。

研究人員說，一氧化碳的特徵是目前看到最清楚的。而且，他們還如願以償地檢測到了雲層——長期以來假設的矽酸鹽顆粒雲層，其顆粒大小為亞微米級。研究小組指出，這些很可能是鎂橄欖石、頑火輝石或石英等礦物。

這似乎最終證實了年輕的棕矮星可以被影響亮度變化的斑片狀矽酸鹽雲所環繞。

研究人員指出，這為我們提供了一個工具來解釋未來對褐矮星的觀察，以及在未來的觀察中需要注意的地方。

他們在論文中寫道：「這些來自韋伯太空望遠鏡早期發布的科學觀測初步結果是突破性的，並且對於將在未來的觀測週期中觀測到的許多其他附近的棕矮星也可以獲得。”

「這個觀測站將成為一個開拓者，在未來幾年推動我們對行星伴星、棕矮星和系外行星大氣物理學的理解。」

該研究已提交給 AAS 期刊，並可在 arXiv 上取得。

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