一个国际天文学家团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 探索了附近一颗棕矮星双星(编号为 WISE J045853.90+643451.9)的大气层。结果,他们在这颗双星的大气层中检测到了氢氰酸和乙炔,这是首次在棕矮星的大气层中发现这两种物质。这一发现于 2 月 19 日在arXiv预印本服务器上报道。
棕矮星是介于行星和恒星之间的中间天体。天文学家普遍认为,它们是质量范围在 13 到 80 个木星质量之间的亚恒星天体。棕矮星的一个子类(有效温度在 500 到 1,500 K 之间)被称为 T 型矮星,是迄今为止探测到的最冷、最不明亮的亚恒星天体。
WISE J045853.90+643451.9(或 WISE-0458)距离我们仅 30.1 光年,是由两颗光谱类型为 T8.5 和 T9 的 T 型矮星组成的双星,有效温度分别为 600 K 和 500 K。该双星的半长轴约为 5.0 天文单位。
鉴于 WISE-0458 的 T 矮星具有相似的光谱类型和温度,因此假设它们具有几乎相同的大气层。
德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的伊丽莎白·C·马修斯领导的一组天文学家决定详细探索 WISE-0458 的大气层。为此,他们使用了 JWST 上中红外仪器 (MIRI) 的中分辨率光谱仪 (MRS)。
“我们于 2022 年 11 月 21 日使用 JWST/MIRI 仪器通过 MRS 观测了 WISE-0458。观测数据是作为欧洲 MIRI GTO [保证时间观测] 联盟的一部分收集的,”研究人员在论文中写道。
观测结果表明,WISE-0458 的大气无云且富含分子。马修斯团队使用的模型包括WISE-0458 大气中存在甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水和氨,因此这些物质预计会出现在寒冷的大气中。
此外,观测结果还发现 WISE-0458 大气中存在氢氰酸和乙炔。天文学家解释称,这两种物质都是化学不平衡的指标,很可能在棕矮星大气深处共同形成。这是首次在棕矮星大气中发现这两种物质。
研究还发现,WISE-0458 中每颗棕矮星的半径约为 0.81 个木星半径,双星总质量约为 132 个木星质量,与双星的距离确认为 30.12 光年。