南京大学天文与空间科学学院张曾华副教授参与的国际科研团队,借助詹姆斯·韦布空间望远镜,在太阳系外天体观测中取得突破性进展——首次确认褐矮星Wolf 1130C大气中存在磷化氢。该成果发表于国际权威学术期刊《科学》,被审稿人誉为“行星科学领域的重要里程碑”。
研究团队聚焦的Wolf 1130C位于距地球54光年的特殊“三体”星系,其周围环绕着一颗红矮星和一颗白矮星。通过分析望远镜捕获的高分辨率光谱数据,科研人员发现该褐矮星大气中磷化氢分子浓度约为千万分之一。这一发现颠覆了此前理论预期:尽管木星、土星大气中已检测到磷化氢,但针对褐矮星的观测始终未获阳性结果。
“地球上的磷化氢主要源于有机物分解和工业活动,而天体环境中此类分子的形成机制尚属未知。”张曾华解释道。研究团队提出两种可能解释:其一,Wolf 1130C大气中氧含量较低,减少了磷与氧结合形成三氧化二磷的概率,从而为磷氢化合物的生成创造了条件;其二,邻近的红矮星与白矮星可能通过星风作用向褐矮星输送磷元素。
针对后一种假设,张曾华团队已启动对“三体”星系中两颗伴星的深度研究,重点分析其磁场分布、物质抛射模式及星风相互作用。初步观测显示,红矮星频繁的耀斑活动可能向Wolf 1130C输送大量带电粒子,而白矮星虽体积微小,但其强引力场可能影响周边物质流动。
目前,国际联合团队正策划新一轮观测计划,拟对更多褐矮星进行光谱扫描。若能在其他天体中重复检测到磷化氢,将有力支持“氧含量调控磷化氢生成”的理论假设;若仅在Wolf 1130C发现该分子,则需重点考察其独特星系环境的影响。
这项研究不仅拓展了人类对系外行星大气化学的认知边界,更为探索生命起源所需的化学环境提供了新视角。随着观测设备的持续升级,天文学家正逐步揭开太阳系外天体的神秘面纱。