由西北大學領導的天文學家在地球周圍發現了不尋常的特徵。著名的「粉紅星球」是天空佈滿鹹雲的地方。
十多年來，以粉紅色煙霧而聞名的古代世界，仍然是天文學上經久不衰的謎團之一。因為它是有史以來直接成像的最冷的行星質量伴星之一，所以它非常微弱，以至於科學家一直在努力分析它來自地球的光。現在，詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）的觀測揭示了一種富含化學物質的大氣層和以前從未觀察到的奇怪雲層。
這項發現提供了一些直接證據，顯示鹽雲可以存在於寒冷行星物體的大氣中。這證實了科學家 15 年前首次做出的預測。研究結果也凸顯了 JWST 研究地面天文台無法到達的極冷和昏暗世界的能力。
該研究發表於 6 月 18 日 天文雜誌。
領導這項研究的西北大學的 Aneesh Baburaj 表示：「這顆粉紅色行星是有史以來使用地面儀器發現的最酷的伴星。」「世界各地的幾個團隊正在進行後續觀測以研究它的光。但它對於地面儀器來說太微弱了。一旦我們最終獲得它的光譜，這使它成為 JWST的完美目標。
系外行星研究員 Baburaj 是西北大學天文物理學跨學科調查與研究中心 (CIERA) 的博士後研究員。該計畫還涉及太空望遠鏡科學研究所（STScI）的科學家，其中包括設計該物體觀測計畫的馬歇爾·佩林（Marshall Perrin）。佩林是 JWST 望遠鏡科學家團隊的成員，協助開發天文台並支援正在進行的營運。
身份不明的冰冷世界
這顆粉紅色行星於 2013 年首次被發現，正式名稱為 GJ 504 b，繞著一顆類太陽恆星運行，距離地球約 57 光年。但研究人員仍不確定這是否真的是一顆行星。
GJ 504 b 的質量約為木星的 25 倍，位於巨行星和褐矮星之間的邊界附近。由於這種模糊性，天文學家將其歸類為“行星伴星”，即繞恆星運行的類行星物體
它的低溫增加了它的吸引力。大多數直接成像的系外行星的溫度大約在華氏 1,000 到 2,000 度之間。相較之下，GJ 504 b 僅達到約 550 華氏度（290 攝氏度），與麵包烤箱內的溫度相似。
巴布拉傑表示，該物體的年齡有助於解釋它的酷感。巨行星誕生時溫度極高，並在數十億年的時間內逐漸冷卻。新的研究估計，GJ 504 b 的年齡在 25 億至 40 億年之間。
詹姆斯韋伯揭示了行星的光譜
為了檢查這個物體，巴布拉吉和他的同事使用 JWST 收集了它微弱的光芒。然後，他們使用先進的處理技術消除了這顆更亮恆星的眩光。
這使得團隊能夠獲得同伴的光譜。它將光分成不同的顏色這是因為不同的元素和分子在光譜中產生獨特的特徵。然後科學家可以利用這些資訊來確定大氣的成分。
「過去，其他天文學家用世界上一些最大的望遠鏡整夜觀察伴星，以獲得它們的光譜，」巴布拉吉說。 “他們無法看到這些物體。通過 JWST，我們的整個觀察花了大約兩個小時。我們成功了。”
鹽雲解決了長期存在的謎團
觀測結果顯示，大氣層由水蒸氣、甲烷、二氧化碳、氨和其他分子組成。
當研究人員試圖使用電腦模型重建大氣時，他們發現了一個問題：觀測結果只能根據物理上不切實際的大氣條件進行匹配。
當團隊將雲端添加到模型中時，解決方案就出現了。當雲彩結合在一起時，奇怪的不一致就消失了。結果表明，鹽雲遮蔽了更深的大氣層，並影響最終到達 JWST 的光線。
「我們進行了雲模擬。結果與我們對寒冷行星的了解一致，」巴布拉吉說。 “我們嘗試了三種不同類型的雲。鹽雲是最好的匹配。當我們考慮鹽雲時，它掩蓋了隱藏在其鄰居大氣深處的分子的特徵。從那裡開始，結果在物理上是可能的。”
光譜也顯示 GJ 504 b 可能含有異常大量的重元素。天文學家通常稱它們為金屬。儘管如此，它們是如何形成的仍然存在疑問。目前的證據表明，它可能是透過行星形成過程或小恆星形成過程形成的。
研究寒冷外星世界的新方法
巴布拉傑相信，為這項研究開發的方法可以幫助科學家研究其他涼爽、微弱的行星物體。
例如，木星的雲由氨冰組成。然而，目前的儀器無法以同樣的細節直接研究這些雲層。但 GJ 504 b 周圍鹽雲的探測顯示天文學家離這個目標越來越近了。
「這是我們第一次發現鹽雲對於描述物體的光譜如此重要，」巴布拉吉說。 “在我們的模型中考慮雲是一個很好的提醒。”
這項名為「JWST-TST 高對比：GJ 504 b 的首次直接光譜揭示雲和可能的金屬富集」的研究得到了 NASA 的支持（獎項編號：80NSSC20K0586）
