天文學家探測到6.5光年外褐矮星的動蕩雲帶
2020-08-27 天文在線
距離地球6.5光年外，有一顆船帆座的褐矮星形如黃蜂屁股。在對它開展了進一步的觀測後，發現有帶狀的雲層包圍住整個球體，與木星的情況極為相似。
藝術加工後的褐矮星（圖源：美國宇航局）
這不是第一次在褐矮星上探測到雲帶了，但卻是天文學家第一次採用偏振測定法觀測到這一現象，即通過對物體發射的光源旋轉或極化程度進行測量判斷。
雖然偏振測量不是新技術，但儀器和分析技術的進步賦予了它新的使命來幫助我們認識宇宙。
「偏振測量正在天文學領域重獲重視」，任命於加州理工大學噴氣推進實驗室的天文學家迪米特裡·馬威特（）解釋道， 「它是一門極難掌握的技術，但科技發展和數據分析方法使得它的準確度和靈敏度遠高於過去，讓一切有關天體的開創性研究成為可能。藉助偏振測量技術，我們可以一路從遙遠宇宙中的特大質量黑洞、新生中子星、隕星、褐矮星、外星行星研究到太陽系中的天體。」
從天文術語的角度而言，6.5光年的距離著實算不上遙遠，但對於又小又昏暗的褐矮星而言，要想從這個距離之外抓拍到細節卻不是那麼容易。
褐矮星是介於行星和恆星之間的一種過渡，通常被稱為「失敗的恆星」。它們的形成機制和恆星一樣，都是由宇宙氣體雲中的高密度物質坍縮引起的，但與恆星不同的是，褐矮星的質量不足以引起核內的氫聚變。
其中也有一些褐矮星可以發生氘聚變，但與「真正」的恆星相比，它們的燃料很快就會耗盡。通常，褐矮星會像白矮星那樣經歷一個冷卻和收縮的過程。
無論我們如何看待它們，褐矮星始終是一種奇怪的存在，它們的歸類也絕無僅有，既不能歸到行星體系，也不能歸入行星行列。對於褐矮星的研究有助於我們提升對於恆星、行星，當然也包括褐矮星本身的認知。
一般認為褐矮星只有在過了青年階段的爆發期進入冷卻期才會產生諸如雲層之類的大氣現象。
正是在這個階段，科學家們才在2013年發現了一顆褐矮星的存在。事實上發現的是兩顆褐矮星，它們組成的雙星系統被命名為盧曼16AB（Luhman 16AB）。由於它們是距離地球最近的褐矮星，因而成為了絕佳的細節研究對象。
在早前的一項研究中，科學家曾利用亮度監測手段來推測褐矮星上的大氣變化情況，並成功探測到了雙星系統其中之一和其他三顆褐矮星的「雲層」現象。但如果雲帶不會造成天體亮度方面的變化，又該如何證實呢？
於是來自加州理工的天文學家麥克斯韋·米勒-布蘭切（Maxwell Millar-Blanchaer）和同事們決定利用歐洲南方天文臺布在智利的甚大望遠鏡（VLT），看看能否用偏振測量理清楚其中一顆褐矮星——盧曼A(Luhman A)上的細節。
「偏振測量是目前唯一可以測量亮度不隨時間產生波動的雲帶的技術。」米勒-布蘭切說道，「這是尋找褐矮星盧曼16A雲帶的關鍵，它們看上去並不會產生變化。」
這種測量技術無法直接看到真實的雲帶狀況。儘管親眼所見會很震撼，但就目前的技術發展而言有點超出能力範圍了。
團隊首先採用偏振技術對這顆褐矮星進行測量，再用了複雜的模型技術複製還原出觀測到的細節。高度匹配結果顯示出兩條濃密的靜止雲帶，一如木星上所觀測到的那樣。
正如木星，這些雲帶也將會是導致褐矮星氣象動蕩的混亂製造機。
「我們認為這些風暴可能會下一些諸如矽酸鹽或是氨氣之類的東西。這可以說是非常可怕的天氣了。」太空望遠鏡研究所的天文學家朱利安·吉拉德（Julien Girard）解釋說。
本次研究也發現了除盧曼A以外的一些東西。隨著測量儀器精度的提升，也許有一天我們可以用偏振測量來探究外星行星的大氣狀況，不單只是研究氣候，而是判斷它們是否適合生命生存。
當然，極有可能的情況是我們在褐矮星上一無所獲。
本篇研究發表於《天體物理學》雜誌。
FY:王皮鞋
作者：MICHELLE STARR
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但是天文學家仍然研究它們，誰能抗拒的了褐矮星的魅力呢氣態巨行星-木星是我們太陽系最大的行星，最突出的特徵之一就是給予星球條紋形狀的雲帶。如今一組研究人員在一個褐矮星上也發現了類似的條紋特徵。木星是太陽系之王，比所有星球加起來質量還要大。由於大氣層的雲帶，木星有著獨特的外觀。 -
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