外星沙尘暴：NASA韦伯望远镜揭秘VHS1256b行星的高空硅酸盐云

来源：cnBeta 　2023-03-24 05:49:42

用美国宇航局的詹姆斯-韦伯太空望远镜进行观测的研究人员在一颗遥远的行星的大气层中准确地找到了硅酸盐云的特征。大气层在一天22小时内不断上升、混合和移动，把较热的物质带上来，把较冷的物质推下去。由此产生的亮度变化是如此之大，以至于它是迄今为止已知的变化最大的行星质量物体。

由亚利桑那大学的Brittany Miles领导的团队还利用韦伯的数据对水、甲烷和一氧化碳进行了异常清晰的探测，并发现了二氧化碳存在的证据。这是有史以来在太阳系以外的行星上一次性确定的最大数量的分子。

这颗行星被编为VHS 1256 b，距离大约40光年，在至少一万年的时间里围绕着不是一颗，而是两颗恒星运转。Miles说："VHS 1256 b离它的恒星比冥王星离我们的太阳还要远四倍，这使得它成为韦伯的一个重要目标。这意味着这颗行星的光线没有与来自其恒星的光线混合。在其大气层的更高处，也就是硅酸盐云层汹涌的地方，温度达到了炙热的1500华氏度（830摄氏度）。"

【资料图】

在这些云层中，韦伯检测到了较大和较小的硅酸盐尘粒，这些尘粒在光谱上显示。"苏格兰爱丁堡大学的合著者Beth Biller指出："其大气中较细的硅酸盐颗粒可能更像烟雾中的微小颗粒。较大的颗粒可能更像是非常热、非常小的沙粒。"

由亚利桑那大学的Brittany Miles领导的研究小组使用了詹姆斯-韦伯太空望远镜上的两个被称为光谱仪的仪器，一个在其近红外光谱仪（NIRSpec）上，另一个在其中红外仪器（MIRI）上，以观察VHS 1256 b行星发射的近红外到中红外光的广大部分。他们在上面的光谱上绘制了这些光。

与质量更大的褐矮星相比，VHS 1256 b的重力很低，这意味着它的硅酸盐云可以出现并保持在韦伯可以探测到的大气层的较高位置。它的天空如此动荡的另一个原因是这个星球的年龄。从天文学角度来看，它相当年轻。自从它形成以来，只有1.5亿年的时间--而且它将在几十亿年内继续变化和冷却。

在许多方面，研究小组认为这些发现是从一个被研究人员视为数据宝库的光谱中取出的第一批"硬币"。在许多方面，他们才刚刚开始确定其内容。Miles说："我们已经确定了硅酸盐，但是要更好地了解哪些颗粒大小和形状与特定类型的云相匹配，还需要大量的额外工作。这不是关于这个星球的最终说法--它是大规模建模工作的开始，以适应韦伯的复杂数据。"

尽管该团队观察到的所有特征都被其他望远镜在银河系其他地方的行星上发现，但其他研究团队通常一次只识别一个。加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的合著者安德鲁-斯凯默说："没有其他望远镜一次为一个目标识别出这么多特征。我们从韦伯的单一光谱中看到了很多分子，这些分子详细描述了这个星球的动态云和天气系统。"

该小组通过分析被称为光谱的数据得出了这些结论，这些数据由韦伯上的两个仪器收集，即近红外光谱仪（NIRSpec）和中红外仪器（MIRI）。由于这颗行星的轨道与它的恒星有如此大的距离，研究人员能够直接观察它，而不是使用过境技术或日冕仪来获取这些数据。

在未来的几个月和几年里，随着这个团队--以及其他团队--继续筛选韦伯的高分辨率红外数据，将会有更多关于VHS 1256 b的知识产生。Biller补充说："用非常少的望远镜时间就能获得巨大的回报，"只用了几个小时的观测，我们就有了感觉像是无尽的潜力，可以有更多的发现。"

几十亿年后，这颗行星会变成什么样呢？由于它离它的恒星如此之远，它将随着时间的推移变得更冷，它的天空可能从多云过渡到晴朗。

研究人员对VHS 1256 b的观测是韦伯早期释放科学计划的一部分，该计划旨在帮助改变天文学界对行星及其形成的盘的特征的能力。

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