2022-10-01 07:38:33

韦伯探测到褐矮星的沙云

Webb detects sand clouds: Reddish planet-like object with banded atmosphere, Milky Way and white star in background.

另一个第一!韦伯探测到褐矮星大气中的沙云!这幅艺术家的印象描绘了一颗褐矮星,它的质量比太阳系中最大的行星还要大,但还没有大到可以像恒星一样点燃和发光。图片来自NOIRLab/ NSF/ AURA/ P. Marenfeld/ William Pendrill

韦伯的又一个第一

詹姆斯·韦伯太空望远镜直接在一颗被称为褐矮星的恒星-行星混合体的大气中探测到了沙云。这些厚厚的云不像地球上的云那样由水蒸气组成。相反,它们是由微小的硅酸盐颗粒组成的。科学家们曾假设系外行星存在沙云。但韦伯的新观察结果——《科学警报》于2022年9月5日报道——是第一个得到证实的发现。

该研究团队将他们的发现提交给了美国科学促进会期刊(尚未进行同行评审)。

这一新发现标志着该太空望远镜的又一个首次,该望远镜位于月球到地球距离的四倍左右。

本月早些时候,美国国家航空航天局(NASA)宣布,韦伯望远镜第一次拍摄到了一颗围绕遥远恒星运行的系外行星的照片。就在几天前,韦伯的科学家说,他们在另一颗系外行星的大气中检测到了二氧化碳,这是首次在太阳系外的另一个星球上确认发现这种气体。

韦伯探测沙云

棕矮星是宇宙中质量介于巨行星(如土星和木星)和最小恒星之间的物体。韦伯的新发现涉及一颗名为VHS 1256-1257 b的褐矮星,它距离地球72光年,质量大约是木星的19倍。加州大学圣克鲁斯分校的天文学家布列塔尼·迈尔斯和她的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)团队的同事们从韦伯望远镜的数据中发现了沙云的证据。

沙云是由硅酸盐矿物颗粒组成的。据研究小组的科学家说,这些颗粒很可能是菱辉石、顽辉石或石英。它们的大小也可能是亚微米(小于一微米),就像烟雾中的微粒一样。

科学家们曾假设,这种云可能存在于棕矮星或系外行星上,但这是第一次直接探测到它们。摘要:

硅酸盐云——又名沙云——只能在炎热的星球上形成。这是因为硅酸盐需要很高的温度才能蒸发。你需要的大气温度在1000摄氏度(1832华氏度)到1700摄氏度(3092华氏度)之间。但在高于这一温度范围的大气中,硅酸盐仍然是蒸汽。

3 planets on left, 2 brown dwarfs in middle and 1 glowing star on right, on black background with white text.

褐矮星的质量介于行星和恒星之间。图片来自NASA/ JPL-Caltech。

韦伯望远镜是“开拓者”

研究人员发现VHS 1256-1257 b的大气非常复杂。除了硅酸盐云,韦伯还探测到了其他几种气体和元素。正如论文所述:

如前所述,韦伯在另一颗系外行星上也发现了二氧化碳,这是韦伯在太阳系外发现的第二个有二氧化碳存在的星球。

韦伯望远镜对棕矮星的新观测对未来对其他棕矮星的观测将是非常宝贵的。正如研究人员在论文中所述:

4 spheres going from bright yellow to dark red, left to right. Mottled appearance on last 3.

艺术家概念的4个褐矮星,从最热到最冷,从左到右。这两个中间的棕矮星的温度范围适合硅酸盐云的形成:基本上是沙的云。图片来自NASA/ JPL-Caltech。

更多的一个布特棕矮星

棕矮星是一种不寻常的天体,介于最大的行星和最小的恒星之间。它们的质量比木星等行星要大,但还没有大到足以在其核心发生氢聚变。这使得它们处于一种边缘状态,它们的质量不足以成为真正的恒星。然而,与行星不同的是,它们仍然会发出自己的光和热。它们通常被定义为一个天体的质量大于13到小于80个木星质量。

一些棕矮星围绕恒星或其他棕矮星运行,另一些则独自在星系中运行。