在棕矮星雙星上,發現了類似木星的雲帶,距離我們才6.5光年!

2020-11-25 騰訊網

天文學家發現，距離我們最近的已知棕矮星Luhman 16A顯示出與木星和土星雲帶相似的跡象，這是科學家第一次使用偏振測量技術來確定太陽系外大氣雲（或稱系外雲）的特性。褐矮星是比行星重但比恆星輕的天體，通常質量是木星的13到80倍。Luhman 16A是包含第二顆棕矮星Luhman 16B雙星系統的一部分，它距離太陽系6.5光年，是距離我們第三近的恆星系，僅次於半人馬座阿爾法星和巴納德之星。

這兩顆褐矮星質量都是木星的30倍左右，儘管Luhman 16A和Luhman 16B具有相似的質量和溫度(約1900°F或1000°C)，並且可能是在同一時間形成，但它們顯示出明顯不同的天氣。Luhman 16B沒有顯示出靜止雲帶的跡象，相反，顯示出更多不規則雲層的證據。因此，與Luhman 16A不同，由於其多雲特徵，Luhman 16B具有明顯的亮度變化。研究小組的成員之一、摩的太空望遠鏡科學研究所朱利安·吉拉德(Julien Girard)說：

就像地球和金星一樣，這些天體是氣候迥異的雙胞胎，可能會下矽酸鹽或氨水之類的雨，實際上，天氣相當糟糕。研究人員使用智利甚大望遠鏡上的一臺儀器來研究Luhman 16號系統的偏振光，偏振是光的一種屬性，表示光波振蕩的方向，偏振太陽鏡遮擋了一個方向的偏振，以減少眩光，提高對比度。加利福尼亞州帕薩迪納市加州理工學院(Caltech)的主要作者Max Millar-Blanchaer說：我們沒有試圖擋住這種眩光，而是試圖測量它。

當光線從粒子(如雲滴)上反射出來時，它可能會偏向某個偏振角度。通過測量來自遙遠系統的偏振光，天文學家可以推斷雲的存在，而無需直接解析棕矮星的雲結構。即使在幾光年之外，也可以使用偏振來確定光在其路徑上遇到了什麼。研究小組的成員之一、奧蘭多中佛羅裡達大學西奧多拉·卡拉裡迪(Theodora Karalidi)說：為了確定光線在途中遇到了什麼，我們將觀測結果與不同性質的模型進行了比較：

具有實心雲層的褐矮星大氣、條紋雲帶，甚至由於快速自轉而變扁的棕矮星，研究發現，只有帶有雲帶的大氣模型才能與對Luhman 16A的觀測相匹配。偏振測量技術並不局限於棕矮星，它也可以應用於圍繞遙遠恆星運行的系外行星。熾熱的氣態巨型系外行星大氣與褐矮星相似。雖然測量系外行星的偏振信號將更具挑戰性，因為它們相對微弱，而且離恆星很近，但從棕矮星獲得的信息，可能會為未來的研究提供信息。

美國國家航空航天局（NASA）在2021年即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將能夠研究像Luhman 16號這樣的系統，以尋找紅外光中亮度變化的跡象，這些跡象表明了雲層的特徵。美國宇航局廣域紅外巡天望遠鏡(WFIRST)將配備一臺可以進行偏振測量的日冕儀，或許能夠在反射光中探測到巨大的系外行星，並最終在其大氣層中發現雲層的跡象，其研究發表在《天體物理學》期刊上。

博科園｜研究/來自：歐洲航天局/哈勃信息中心

研究發表期刊《天體物理學》

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