IT之家 6 月 21 日消息，天文學(xué)家借助詹姆斯 · 韋布空間望遠(yuǎn)鏡觀測發(fā)現(xiàn)，著名的“粉色星球”藏著一個(gè)與鹽有關(guān)的驚人發(fā)現(xiàn)，其大氣化學(xué)成分也十分奇特。該成果推動了太陽系外低溫天體領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

這顆天體編號 GJ504b，2013 年首次被人類發(fā)現(xiàn)，環(huán)繞著一顆類太陽恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，距離地球約 57 光年。它的質(zhì)量約為木星的 25 倍，雖被稱作“粉色星球”，但它或許根本算不上行星，更有可能是一顆褐矮星。褐矮星誕生過程和恒星一致，卻因質(zhì)量不足，核心無法完成氫聚變?yōu)楹さ暮司圩兎磻?yīng)，屬于“失敗的恒星”。因此天文學(xué)家將其歸類為“行星級伴星”，指代環(huán)繞主恒星運(yùn)轉(zhuǎn)、體型與行星相當(dāng)?shù)奶祗w。

依靠地面望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的所有行星級伴星里，GJ504b 屬于溫度最低的一批，表面溫度約 550 華氏度（290 攝氏度），這個(gè)溫度足以烤熟面包。如今，詹姆斯 · 韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）傳回的數(shù)據(jù)顯示，這顆天體的大氣云層中還存在一種烘焙面包的關(guān)鍵物質(zhì)：鹽，這是天文學(xué)家此前從未觀測到的獨(dú)特現(xiàn)象。

西北大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人阿尼什 · 巴布賴杰在一份聲明中表示：“這顆粉色星球是地面觀測設(shè)備捕捉到的溫度最低的伴星。全球多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)都曾開展后續(xù)觀測，試圖解析它的光譜，但該天體光線過于微弱，地面設(shè)備難以捕捉，這也讓它成為韋布望遠(yuǎn)鏡的絕佳觀測目標(biāo)。我們最終拿到它的光譜時(shí)，第一時(shí)間就察覺到異常。深入分析數(shù)據(jù)后才意識到，它和我們以往研究過的所有天體都截然不同。”

粉色星球：低溫且古老

研究團(tuán)隊(duì)通過捕捉這顆伴星微弱的電磁輻射，同時(shí)過濾掉其主恒星刺眼的強(qiáng)光，完成了對該天體的觀測分析。

研究證實(shí)，這顆粉色星球之所以溫度偏低，根源在于它的年齡。氣態(tài)巨行星與褐矮星誕生之初都極度熾熱，隨著時(shí)間推移會逐步冷卻。本次新研究測算得出，GJ504b 的年齡在 25 億至 40 億年之間。

團(tuán)隊(duì)將粉色星球發(fā)出的光線拆分為不同波長波段，借此解析出了它的化學(xué)構(gòu)成。原理在于，各類元素只會吸收、釋放特定波長的光線，光線穿過天體大氣時(shí)，會留下專屬的化學(xué)“光譜指紋”。

巴布賴杰說：“過去，其他天文學(xué)家動用全球頂級大型望遠(yuǎn)鏡，通宵觀測這顆伴星，都沒能獲取有效光譜。而借助韋布望遠(yuǎn)鏡，我們僅用約兩小時(shí)就成功完成觀測。”

韋布望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)顯示，粉色星球大氣中含有種類豐富的化學(xué)物質(zhì)，包括水、二氧化碳、甲烷與氨氣。但研究人員發(fā)現(xiàn)，僅依靠這些物質(zhì)搭建的大氣模型，無法匹配實(shí)際觀測數(shù)據(jù)；直到團(tuán)隊(duì)納入一個(gè)完全出乎意料的變量 —— 大氣深處的鹽云，模擬結(jié)果才與觀測吻合。

“我們在模擬計(jì)算中加入云層結(jié)構(gòu)后，得出的結(jié)果和已知低溫天體的特征相符。”巴布賴杰解釋道，“我們先后測試了三種不同云層模型，鹽云模型的匹配度最高。計(jì)入鹽云因素后，深埋在天體大氣下層的分子光譜信號會被削弱，整套數(shù)據(jù)才符合物理規(guī)律。

“這是人類首次證實(shí)，鹽云是解讀天體光譜不可或缺的關(guān)鍵因素。這也提醒我們，今后建立天體大氣模型時(shí)，必須把云層納入考量。”

盡管這一謎題得以解開，但關(guān)于 GJ504b 仍存在諸多未解之謎，需要后續(xù)進(jìn)一步觀測研究。這顆粉色星球體內(nèi)，氫、氦以外的重元素（天文學(xué)統(tǒng)稱“金屬元素”）含量異常偏高，這也讓研究團(tuán)隊(duì)至今無法確定它的起源：它究竟是像行星一樣形成，還是和恒星誕生機(jī)制相同？

因此，科學(xué)家目前仍無法判定 GJ504b 究竟是氣態(tài)巨行星，還是褐矮星。或許，我們該稱它為“粉色矮星”？

IT之家注意到，該團(tuán)隊(duì)的研究論文已于 6 月 18 日（周四）發(fā)表在《天文學(xué)期刊》上。