近日,一個(gè)由波士頓大學(xué)攜手多家機(jī)構(gòu)的研究團(tuán)隊(duì),通過尖端科技——詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡,對一顆神秘天體SIMP 0136展開了詳盡探索。SIMP 0136,這顆游離于銀河系中的孤獨(dú)行星,與地球保持著約20光年的距離,其質(zhì)量驚人,相當(dāng)于木星的13倍,擁有類似氣態(tài)巨行星的結(jié)構(gòu)和化學(xué)構(gòu)成,但其確切屬性依舊籠罩在迷霧之中。
SIMP 0136屬于一個(gè)特殊的天體族群,它們既非恒星,也不圍繞恒星旋轉(zhuǎn),而是自由自在地在宇宙中漂泊。這類天體或被視作“流浪行星”,可能在恒星系統(tǒng)中誕生后因引力作用被逐出;或被分類為“褐矮星”,雖在密集的氣體和塵埃云中形成,但質(zhì)量不足以支撐穩(wěn)定的核聚變反應(yīng),因此有時(shí)被戲稱為“恒星中的失敗者”。至于SIMP 0136究竟歸屬何方,目前科學(xué)界尚無定論。
SIMP 0136之所以成為理想的觀測對象,得益于其在紅外波段的高亮度,是北半球最為耀眼的流浪行星質(zhì)量天體之一。它的孤獨(dú)漂泊,使得科學(xué)家在觀測時(shí)免受附近恒星光芒的干擾。加之其極短的自轉(zhuǎn)周期,僅為2小時(shí)40分鐘,為科學(xué)家提供了在短時(shí)間內(nèi)全面洞察其奧秘的寶貴機(jī)會。
在這次觀測中,研究團(tuán)隊(duì)充分利用了詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的兩大利器:近紅外光譜儀(NIRSpec)和中紅外觀測儀(MIRI)。NIRSpec首先對SIMP 0136進(jìn)行了長達(dá)3小時(shí)的觀測,覆蓋了其整個(gè)自轉(zhuǎn)周期;隨后,MIRI接力,再次完成了一個(gè)自轉(zhuǎn)周期的觀測。
過往觀測顯示,SIMP 0136的亮度存在波動,但原因一直是個(gè)謎。通過對詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡收集的新數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,研究人員揭開了這一謎團(tuán)的一角。他們發(fā)現(xiàn),某些紅外波長(圖中紅色區(qū)域)源自行星大氣層深處的蒸發(fā)鐵分子云,而另一些波長(圖中黃色區(qū)域)則來自行星上層大氣中的硅酸鹽礦物顆粒云。這些云層的不均勻分布,正是導(dǎo)致SIMP 0136亮度變化的關(guān)鍵因素。
波士頓大學(xué)的研究員菲利普·穆爾黑德用一個(gè)生動的比喻解釋了這一現(xiàn)象。他提到,可以將地球表面視為一個(gè)模型,當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)時(shí),海洋進(jìn)入視野會帶來強(qiáng)烈的藍(lán)色,而大陸、森林等區(qū)域則帶來棕色或綠色。同理,SIMP 0136的亮度變化或許正是由于其大氣層中溫度和云層成分的變化所致。研究人員還觀測到SIMP 0136上存在一些異常明亮的熱點(diǎn),他們推測這些熱點(diǎn)可能是由極光引發(fā),這一假設(shè)已通過無線電波觀測得以驗(yàn)證。然而,云層和溫度的變化并不足以解釋所有紅外亮度的波動。因此,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步推測,SIMP 0136的大氣中可能存在一氧化碳和二氧化碳的富集區(qū)域,這些區(qū)域在行星自轉(zhuǎn)時(shí)也可能對紅外亮度產(chǎn)生影響。