SPHEREx望远镜揭示褐矮星大气化学特征

IT时代网10月9日消息，NASA的SPHEREx红外空间望远镜在巡天过程中发现大量隐藏在暗处的褐矮星。发表于《天体物理学报》的新研究显示，这些昏暗多云的天体拥有化学成分相当丰富的大气，与太阳系内的巨行星颇为相似。

褐矮星于上世纪90年代首次被发现，它和恒星一样由气体云坍缩形成，但质量不足以在核心维持氢聚变，是介于恒星与系外行星之间的天体。它与多数行星的区别在于，褐矮星不受主星约束，完全靠内部热量发光，在黑暗中漂游。

研究团队分析了SPHEREx对37颗邻近褐矮星的观测，覆盖褐矮星的完整温度区间，从约2200摄氏度到零下20摄氏度。望远镜在102个波段上测量它们的亮度，从肉眼可见的最深红色一直延伸到不可见的红外热辐射，由此得到的光谱显示出含有水、二氧化碳、一氧化碳和甲烷的丰富大气。

论文合作者、加州理工IPAC的J. Davy Kirkpatrick表示，研究看到了这些分子的信号，以及它们在不同温度区间下的变化方式；论文只集中分析了三十多颗，还有数千颗正在分析之中。

论文第一作者、IPAC科学家Zafar Rustamkulov表示，从轨道上SPHEREx能看到地面望远镜基本无法观测的波长，因为地球大气中的水汽会把它们吸收掉，望远镜正从遍布天空的褐矮星深红色云层中采集光线。

对SPHEREx而言，搜寻褐矮星在某种程度上是副产品。这台望远镜每天拍摄约3600张独立图像，拼合为覆盖全天的图谱，帮助科学家重建宇宙极早期发生的过程，同时也在寻找生命的化学成分与可能孕育海洋的星际冰。

观测显示，部分褐矮星正处在奇异云层逐渐消散、让位于富甲烷大气的动态阶段。Rustamkulov指出，现有最先进的模型能捕捉总体化学趋势，但在这些云层转变上难以与数据匹配，即便温度相同，不同褐矮星的光谱看起来也差异明显。

编辑：刘宁