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【手機軟件:博科園】天文學家發現,距離我們(men) 最近的已知棕矮星Luhman 16A顯示出與(yu) 木星和土星雲(yun) 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係外大氣雲(yun) (或稱係外雲(yun) )的特性。褐矮星是比行星重但比恒星輕的天體(ti) ,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雙星係統的一部分,它距離太陽係6.5光年,是距離我們(men) 第三近的恒星係,僅(jin) 次於(yu) 半人馬座阿爾法星和巴納德之星。
這兩(liang) 顆褐矮星質量都是木星的30倍左右,盡管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(men) 顯示出明顯不同的天氣。Luhman 16B沒有顯示出靜止雲(yun) 帶的跡象,相反,顯示出更多不規則雲(yun) 層的證據。因此,與(yu) Luhman 16A不同,由於(yu) 其多雲(yun) 特征,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(ti) 是氣候迥異的雙胞胎,可能會(hui) 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台儀(yi) 器來研究Luhman 16號係統的偏振光,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(ge) 方向的偏振,以減少眩光,提高對比度。加利福尼亞(ya) 州帕薩迪納市加州理工學院(Caltech)的主要作者Max Millar-Blanchaer說:我們(men) 沒有試圖擋住這種眩光,而是試圖測量它。
當光線從(cong) 粒子(如雲(yun) 滴)上反射出來時,它可能會(hui) 偏向某個(ge) 偏振角度。通過測量來自遙遠係統的偏振光,天文學家可以推斷雲(yun) 的存在,而無需直接解析棕矮星的雲(yun) 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麽(me) 。研究小組的成員之一、奧蘭(lan) 多中佛羅裏達大學西奧多拉·卡拉裏迪(Theodora Karalidi)說:為(wei) 了確定光線在途中遇到了什麽(me) ,我們(men) 將觀測結果與(yu) 不同性質的模型進行了比較:
具有實心雲(yun) 層的褐矮星大氣、條紋雲(yun) 帶,甚至由於(yu) 快速自轉而變扁的棕矮星,研究發現,隻有帶有雲(yun) 帶的大氣模型才能與(yu) 對Luhman 16A的觀測相匹配。偏振測量技術並不局限於(yu) 棕矮星,它也可以應用於(yu) 圍繞遙遠恒星運行的係外行星。熾熱的氣態巨型係外行星大氣與(yu) 褐矮星相似。雖然測量係外行星的偏振信號將更具挑戰性,因為(wei) 它們(men) 相對微弱,而且離恒星很近,但從(cong) 棕矮星獲得的信息,可能會(hui) 為(wei) 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號這樣的係統,以尋找紅外光中亮度變化的跡象,這些跡象表明了雲(yun) 層的特征。美國宇航局廣域紅外巡天望遠鏡(WFIRST)將配備一台可以進行偏振測量的日冕儀(yi) ,或許能夠在反射光中探測到巨大的係外行星,並最終在其大氣層中發現雲(yun) 層的跡象,其研究發表在《天體(ti) 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(ti) 物理學》
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