棕矮星（Brown Dwarf）是相當特別的一種星體，若能夠仔細研究其演化的過程，無疑能提升我們對行星、恆星的了解。而加州理工學院（Caltech）的一組研究團隊，日前使用了偏振測量（polarimetry）的技術觀測了先前無法觀察到的棕矮星雲層，其論文已發表於《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal）。
棕矮星
棕矮星的質量介於行星與恆星之間，其質量雖大但不足以維持其氫核融合反應，因此也被稱為「失敗的恆星」。部分的棕矮星能夠以氚（deuterium）進行核融合反應，但能持續的時間不長，很快就會開始冷卻並向內崩塌。
而在 2013 年時，天文學家發現了距地球僅有 6.5 光年的棕矮星雙星系統——Luhman 16AB，是迄今距離地球最近的棕矮星。先前的研究中，科學家以亮度的改變推測了其大氣層上的雲層變化，但一直仍無法對更細微、不會改變亮度的雲層進行研究。
偏振測量
為研究此種類型的雲層變化，加州理工的研究團隊決定使用偏振測量的技術來進行觀測。偏振測量即是透過偏振器過濾出特定極化方向的電磁波，藉此推論其所散發出來源的環境。此技術在數十年前便已存在了，但直到近年來因科技的迅速發展，才得以應用於天體觀測上。加州理工學院的迪米特里·馬威特（Dimitri Mawet）也表示：「偏振測量是相當困難的技術，但隨著近年科技的進展與資料分析技術的改善，使其精準度與靈敏度大幅提升，能夠應用於研究遙遠的超大質量黑洞、新生與死亡中的恆星、棕矮星、外行星，以及所有在太陽系內的天體」。
研究成果
因此，團隊使用了位於智利的甚大望遠鏡（Very Large Telescope）配合偏振測量技術進行觀測。雖然其無法直接以肉眼看到雲層的變化狀況，但團隊使用了複雜的電腦模型進行推算，試圖找出會產生觀測到偏振模式的雲層狀況。藉此，其發現了兩條如木星上雲帶一般的雲層結構，太空望遠鏡科學研究所（Space Telescope Science Institute）的天文學家，朱利安·吉拉德（Julien Girard）對此表示：「我們認為這些雲帶可能會降下矽酸鹽（silicates）或氨（ammonia）。其實是非常糟糕的天氣」。
該研究的成果無疑是偏振測量的一大進展，也許未來能夠更進一步應用在研究外行星的大氣層狀況。不僅能觀測氣候，甚至有望協助尋找生命的存在。
參考資料：
- Starr, M. (n.d.). Astronomers Detect Turbulent Bands of Clouds on a Brown Dwarf 6.5 Light-Years Away. ScienceAlert
- Millar-Blanchaer, M. A., Girard, J. H., Karalidi, T., Marley, M. S., Holstein, R. G. V., Sengupta, S., … Hinkley, S. (2020). Detection of Polarization due to Cloud Bands in the Nearby Luhman 16 Brown Dwarf Binary. The Astrophysical Journal, 894(1), 42. doi: 10.3847/1538-4357/ab6ef2