詹姆斯韦伯太空望远镜的新观测结果直接证实了一些外星世界有沙子组成的云层。该望远镜在一颗棕矮星(VHS 1256-1257b)的大气层中直接探测到了硅酸盐云——据一个国际天文学家团队称,这是第一次在太阳系外的行星质量伴星中进行这样的探测。
该研究团队说,这些完整的发现构成了迄今为止行星质量物体的最佳光谱。这些结果不仅可以帮助我们更好地了解这些所谓的“失败的恒星”(棕矮星),而且只是代表了韦伯太空望远镜所能做到的一个预示。
我们已经看到韦伯太空望远镜拍摄了系外行星的直接图像,但棕矮星是一种稍微不同的星体。
这种星体是当一颗小恒星没有积累足够的质量来启动其核心的氢核聚变时发生的,它们占据了介于最笨重的行星和最微弱的恒星之间的质量体系。
然而,棕矮星的质量大约是木星的13.6倍,它可以融合氘,又称重氢(核中有一个质子和一个中子的氢,而不是只有一个质子)。
氘的聚变压力和温度低于氢,这意味着棕矮星有点像“轻型”恒星。
也就是说,与系外行星不同,棕矮星会发出自己的热量和光。这显然比恒星的要少得多,但是我们可以直接探测到它,特别是在韦伯太空望远镜擅长的红外波长中。
由加州大学圣克鲁兹分校的天文学家BrittanyMiles领导的团队获得的观测数据是来自于约72光年外的一颗棕矮星,名为VHS1256-1257b,于2015年被首次描述。
它的质量大约是木星的19倍,而且相对年轻,大气层呈红色。
这种色调以前被归因于年轻棕矮星中的云层,所以研究小组拍摄了红外光谱,看看他们是否能够确定这颗棕矮星的组成。
这是因为不同的元素以不同的波长吸收和再发射光。科学家们可以通过观察光谱来看到较暗和较亮的特征,并确定造成这些特征的元素。
研究小组发现,VHS1256-1257b的大气成分与在红外波长下研究的其他棕矮星相似,但更清晰。
“根据从模板棕矮星光谱、分子不透明度和大气模型的比较,在韦伯太空望远镜光谱的几个部分观察到了水、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、钠和钾。”研究人员在他们的论文中写道。
研究人员说,一氧化碳的特征是目前看到最清楚的。而且,他们还如愿以偿地检测到了云层——长期以来假设的硅酸盐颗粒云层,其颗粒大小为亚微米级。研究小组指出,这些很可能是镁橄榄石、顽火辉石或石英等矿物。
这似乎最终证实了年轻的棕矮星可以被影响亮度变化的斑片状硅酸盐云所环绕。
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