首次在太陽系外探測到水汽雲團：距地球僅7.2光年

研究人員計算了在-23攝氏度條件下褐矮星的大氣模型並計算了在不同條件下的光譜特徵，其中就包括了有雲層和沒有雲層的不同模型。

藝術示意圖：褐矮星。褐矮星是「失敗的恆星」，這是一類質量介於最大的氣態巨行星以及最小的恆星之間的過渡類型天體

這幅動畫表現的是迄今人類觀測到溫度最低的褐矮星，也是距離太陽距離第四近的褐矮星：WISEJ085510.83-071442.5。其最早是在2010年，在兩張時隔6個月，由美國宇航局「廣域紅外巡天探測器(WISE)」拍攝的紅外波段圖像上被識別出來的(橘色三角形)。隨後在2013年和2014年，美國宇航局斯皮策空間望遠鏡又再次拍攝了它的兩張圖像(綠色三角形)

據英國《每日郵報》報道，這是天文學史上最不同尋常的發現之一：在2014年被首次發現的褐矮星WISE 0855是迄今為止天文學家們在太陽系之外發現的最寒冷的天體。然而這顆距離地球大約7.2光年之外的天體帶給天文學家們意外還遠未結束。藉助最強大的地基望遠鏡，科學家們在紅外波段取得了另外一項令人興奮的發現：這顆星球上存在由水汽或冰晶構成的雲。

一個由美國加州大學聖克魯茲分校的天文學家們領銜的研究團隊利用位於夏威夷的北雙子望遠鏡成功獲得了WISE 0855的紅外波段光譜數據，從而首次揭示了這一天體的化學成分信息。

其中尤其引人注意的發現便是這顆天體大氣中顯示明顯的水的成分，這是人類首次在太陽系之外探測到由水或水冰組成的雲團。

加州大學聖克魯茲分校天文學與天體物理學副教授安德魯·斯基默(Andrew Skemer)表示：「我們預期像這樣一個如此低溫的天體上應該會存在含水分的雲團，而觀測結果證實了這一點。」

這張圖像展示的是距離太陽最近的一些恆星系統的位置。恆星系統名字後面的年份是它們的距離值被測定出來的年份

科學家藉助哈勃空間望遠鏡觀測木星的極光現象，觀測持續超過一個月，他們希望能夠更加深入地了解木星極光的產生機制。在紫外和X波段的極光現象在木星上持續出現，其覆蓋範圍超過整個地球大小

這項研究的相關論文即將在《天體物理學報》上刊出，文中指出褐矮星的環境條件與木星類似。WISE 0855的質量大約是木星的5倍左右，它在很多方面都和木星相當類似。比如它的大氣溫度大約是華氏零下10度(約合-23℃)，這使其溫度幾乎與木星一樣冷。

斯基默表示：「WISE 0855是我們首次有機會對一顆位於太陽系之外，且溫度幾乎與太陽系內的氣態巨行星一樣低的行星質量天體開展研究。」

此前在2014年發表的一項針對褐矮星的研究中，曾經在基於非常有限的測光數據的基礎上提出了這類天體大氣中可能存在含水雲團的初步猜測。目前，採用光譜分析手段是科學家們了解一顆遙遠天體大氣中分子化學成分的唯一手段。

WISE 0855太過暗弱，對於傳統光譜觀測手段而言是束手無策的，不管是在可見光波段還是近紅外波段都是這樣。但斯基默指出，這顆天體深層大氣產生的熱輻射在大約5微米波段提供了一個狹窄的觀測窗口，使得這一波段的光譜觀測「極具挑戰但卻並非完全不可能」。

研究組使用位於夏威夷的北雙子望遠鏡以及配套的「雙子近紅外光譜儀」對WISE 0855進行了13個晚上的觀測，總觀測時間大約14個小時。斯基默指出：「在所有地基望遠鏡開展的光譜觀測中，該天體在這一波段比任何其他天體都要暗5倍以上。但既然我們現在已經獲得了它的光譜數據，我們便能夠開始判斷它的很多性質。我們的光譜數據顯示WISE 0855上存在大量水汽和雲層，整體而言與木星非常相似。」

研究人員計算了在-23攝氏度條件下褐矮星的大氣模型並計算了在不同條件下的光譜特徵，其中就包括了有雲層和沒有雲層的不同模型。

模型計算預測該類天體應當會顯示含水汽成分雲團的光譜特徵，而對於WISE 0855的光譜數據而言，雲層覆蓋的模型對其擬合度是最好的。

將褐矮星與木星進行對比，研究組發現兩者的光譜中，水吸收特徵譜線存在驚人地相似性。而比較明顯的區別之一則是兩者大氣中磷化氫含量的差異，光譜數據顯示木星上這種化學物質的丰度要高得多。

磷化氫形成於行星高溫的內部並會通過化學反應形成存在於大氣更外側區域的其他化合物，因此其在光譜中的存在是木星大氣劇烈翻滾湍流的證據。而相比之下，WISE 0855的光譜數據中則缺乏磷化氫信號，顯示其大氣湍動沒有木星大氣那麼劇烈。

斯基默表示：「這些光譜數據讓我們得以對一顆天體的動力學與化學成分進行調查，這種調查在木星上早已經開展，但這次我們研究的是一個位於太陽系之外的世界。」

請您繼續閱讀更多來自 趣網視角 的精彩文章:

TAG:趣網視角 |

※木衛二水汽噴泉高160公里，相當18個珠峰疊起來
※揭秘月球沒有解開的謎團：月球上存在水汽，之前有生命體存在
※歐羅巴報告：哈勃拍攝到了木衛二上的水汽噴流
※NASA火箭將「水汽追蹤器」送上太空後 將出現五彩繽紛的人造雲
※NASA觀測到木衛二疑似水汽噴流 有利研究地下海洋
※水汽氤氳，山嵐溫潤；白雲蒼狗，山花不敗
※木衛二上再次發現水汽噴流
※龍虎山「離沁泉」，一直有水汽向上蒸騰！
※NASA在木衛二歐羅巴上發現水汽噴發痕迹
※瑞秋麥科德在充滿水汽的泳池邊換上小褶邊比基尼上衣
※跨越3公里觀壺口瀑布，彩虹水汽的驚嘆，兩處景區的感傷，是誰把黃河掰成兩半？
※特斯拉要造潛水汽車了！007電影的科幻座駕，有可能變為現實！
※北京地區GPS水汽變化與霧霾的相關性
※NASA公布新發現：木衛二上確認存在水汽羽流？
※木衛二多次發現水汽噴流，大膽的預測可能存在類似魚類的生命
※穿越火線CF手游噴水汽錘詳解 槍械數據、實戰解析
※穿越火線手游所到之處皆濕身 噴水汽錘全性能測試
※NASA新「重大消息」：木衛二發現水汽噴發痕迹
※古人如何判斷天氣好壞？水汽凝結的一個東西起到重要推斷依據