一颗距离地球57光年的粉红色天体GJ504b,因其独特的玫瑰色外观和极端低温,长期困扰着天文学家。这颗质量约为木星25倍的天体,处于巨行星与褐矮星的模糊边界,被研究人员定义为"行星质量伴星"。近日,由西北大学领衔的国际团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测数据,首次在该天体大气中发现盐云,为解开其化学成分之谜提供了关键证据。
研究团队通过JWST的中红外仪器(MIRI)捕捉到GJ504b的微弱光谱信号。与传统地面望远镜需要整夜观测不同,JWST仅用两小时便成功获取数据。分析显示,该天体大气中存在水蒸气、甲烷、二氧化碳和氨等分子,但当研究人员将这些观测结果与大气模型对比时,发现只有纳入极端大气条件才能匹配数据。经过反复验证,团队发现引入盐云模型后,观测结果与理论预测高度吻合。
"我们测试了三种不同类型的云层,盐云的拟合效果最佳。"西北大学系外行星研究员阿尼什·巴布劳吉解释道,"这些云层改变了光线传播路径,遮挡了大气深处的分子信号,使得最终观测结果在物理上可行。"这项发现不仅证实了科学家多年前关于寒冷天体可能存在盐云的猜想,更开创了通过光谱分析研究暗淡天体的新方法。
GJ504b的低温特性与其年龄密切相关。研究显示,这颗天体形成于25亿至40亿年前,在漫长岁月中逐渐冷却至约290摄氏度(550华氏度),相当于面包烤箱的内部温度。其大气中异常丰富的重元素(天文学中称为"金属")含量,则为其形成机制增添了新的谜团——它可能像巨行星那样通过吸积盘形成,也可能更接近小恒星的诞生方式。
这项发表在《天文学期刊》上的研究,标志着人类对系外行星大气研究的重大突破。JWST凭借其卓越的灵敏度和空间分辨率,使科学家能够探测到此前无法观测的暗淡、寒冷天体。正如巴布劳吉所言:"这为我们研究其他类木行星开辟了新途径,未来或许能揭示更多关于宇宙化学演化的秘密。"
詹姆斯·韦伯太空望远镜作为人类迄今最强大的空间天文台,由美国国家航空航天局主导,欧洲空间局与加拿大空间局合作研发。其主镜直径6.5米,配备四种科学仪器,工作在红外波段,能够穿透尘埃云观测宇宙早期星系,为探索恒星与行星系统的形成、天体演化及生命起源提供了前所未有的工具。










