你可能也好奇过,天上的星星究竟能有多奇怪。最近,天文学家就发现了一件挺有意思的事:一颗被人类盯了十多年的著名“粉红星球”,终于肯透露一点它的秘密配方了。借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)的眼睛,研究人员第一次直接看到,这颗天体的云层里,可能飘着盐。
说人话就是,这颗星球上的云,不是我们熟悉的水蒸气凝结成的小水滴,而更像是一些微小的盐粒晶体。这项发现最近发表在《天文学杂志》上,它提供的不仅是一张新奇的天际风景画,更是第一次直接证明,在一个如此低温的天体大气中,可以存在盐云这种东西。
这件事要从2013年说起。那一年,天文学家发现了GJ504b,它绕着一颗很像我们太阳的恒星转,距离地球57光年。从照片上看,它泛着朦胧又独特的品红色,所以得了个“粉红星球”的昵称。但这个“星球”的身份,其实一直有点尴尬。它的质量大约是木星的25倍,这个块头让科学家不敢确定它到底是不是行星。它更像是一颗褐矮星——一种没能点燃自己变成恒星的“失败恒星”,在行星与恒星的身份模糊地带暧昧地活着。也因此,天文学家严谨地叫它“行星质量伴星”,意思是一个行星大小的天体,正围绕一颗恒星运行。
要看清这个远方的神秘客很不容易。GJ504b的表面温度只有大约华氏550度,对一颗天体来说相当清冷,这让它在地面望远镜里几乎隐身。“这颗粉红星球是迄今为止,我们用地面设备发现的最冷的伴星。”研究作者之一、西北大学天文学家阿尼什·巴布拉杰在一份声明中说。世界各地很多团队都曾用后续观测去努力捕捉它的光,但它的信号对地面仪器来说实在太微弱了。“那让它成了JWST的完美目标。当我们终于拿到它的光谱时,第一眼就觉得非常有意思。但当我们深入数据内部挖掘,才意识到它和我们以前分析过的任何东西都不一样。”
JWST做了一件看似简单但极难做到的事:精准捕捉到了GJ504b那点微弱的光芒。你可以想象一下,在一个漆黑的体育场里,你站在最远处,想要看清一根蜡烛旁边的火柴光亮——那根蜡烛就是它那颗明亮的宿主恒星。研究人员正是使用了先进的数据处理技术,耐心地滤掉了恒星刺眼的强光,才得以把来自GJ504b的光一点点拆解开来。他们把这道光分解成组成它的各种颜色,而每一种颜色,都对应着这颗天体大气里存在的不同元素。
这个过程本身就已经是个技术上的小奇迹了。巴布拉杰解释说,过去,其他天文学家为了得到一张光谱,得动用世界上最大的一些望远镜,对着它盯上整整一晚,“他们连这个天体都看不到。而用JWST,我们整个观测只花了大约两个小时,我们就成功了。”
信息的大门一打开,团队便开始在这颗星球的大气成分列表里填东西。他们找到了水蒸气、甲烷、二氧化碳、氨,还有其他一些分子的痕迹。但问题也来了:把这些已知的成分放到电脑模型里,试图重建这颗星球的模样时,模拟出来的大气和实际观测怎么都对不上,除非在里面强行加入一些很不寻常、看似不太可能存在的特征。
这时候,团队决定试试一个大胆的想法——云。他们往模拟程序里加入云层,突然间,一切都开始变得合理起来。但并不是随便什么云都行。研究团队逐一测试了三种不同类型的云,只有一种能完美解释看到的一切:盐云。巴布拉杰的描述非常清晰:“我们试了三种云,盐云拟合得最好。当我们把盐云考虑进去,它就压制了那些藏在伴星大气更深处分子的信号。这样一来,结果在物理上就变得可能了。”
换句话说,这颗粉红星球表面可能包裹着一层由细微盐粒构成的云。这些盐云扮演了一个物理屏障的角色,遮挡住了更深层大气中一些分子的特征,使得观测数据呈现出某种被“压低”的样貌。一旦把这个因素放进方程,原本矛盾的地方就全都对上了。
对于这颗藏了十年秘密的粉红星球,科学家要了解的还有很多,尤其是它最初到底是怎么形成的。这个悬而未决的问题,依然静静地躺在57光年之外,等待着下一次更大胆的好奇心去拆解。
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