距离地球仅 7.5 光年的一颗"失败恒星"上空,飘着会变厚、变薄的水云——像极了地球上的阴晴圆缺。美国亚利桑那大学团队借助詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST),首次在太阳系之外直接确认了水云随时间变化的证据:异星世界也有天气。相关研究已被《天体物理学杂志》接收发表。
这颗天体叫 WISE 0855,是已知最冷的褐矮星。褐矮星介于行星与恒星之间:质量太大做不了行星,又太小点不燃恒星的核聚变,只能靠诞生时的余热黯淡发光。WISE 0855 的表面温度约 265 开尔文(零下 8 摄氏度),比地球表面还冷;质量约是木星的 2 倍,个头和木星差不多,像一颗孤独漂浮的巨行星。
研究由亚利桑那大学斯图尔特天文台的助理天文学家布里塔尼·迈尔斯(Brittany Miles)领衔。团队把韦伯望远镜对准 WISE 0855 连续盯了 11 小时,每 15 分钟采集一张完整光谱,做出了这颗冰冷天体迄今最细致的"时间序列肖像"。
迈尔斯说:"这是我们第一次确认,附近某颗天体上的水云确实在变薄变厚。韦伯之前我们只有光度测量,把云、化学成分和温度的影响全混在了一起,现在终于能把它们分开看。"
分析显示,WISE 0855 的大气至少受两种过程同时塑造:高空的水云随着天体自转时厚时薄,底部则有深层化学气体被对流从下方不断搅上来。把这两种信号拆开,是老一代望远镜做不到的,也是韦伯数据的真正威力所在。
褐矮星研究之所以重要,在于它们是系外行星大气研究的"练兵场":WISE 0855 的温度、质量和大气结构都与气态巨行星高度相似。先在它身上验证"天气监测"的方法,将来才能把同样的技术搬到真正的系外行星上。
迈尔斯团队接下来计划用韦伯望远镜继续积累观测时长,进一步厘清水云在多次自转中的演化规律,以及深层对流化学循环的长期行为。这次发现证明了一点:天气无处不在,连离我们最近的邻居头上,也有值得仰望的天空。