詹姆斯·韦布空间望远镜这次并非只测量WISE 0855有多亮,而是连续观察它发出的不同波长的光。由亚利桑那大学天文学家布列塔尼·迈尔斯带领的团队观测了11小时,每隔15分钟记录一组光谱。研究团队据此报告,WISE 0855的大气并非静止不变,其水云厚薄会随时间改变。
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连续光谱观测看到了什么
光谱记录的是不同波长的光各有多强。反复获取光谱,研究人员就能比较不同时间、不同波段的变化,而不只是得到一条总体亮度曲线。相关资料介绍,这次观测使用韦布望远镜近红外光谱仪获取中等分辨率的时间序列数据;研究论文报告的分辨率约为1,000。
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亚利桑那大学将这一结果称为首次直接确认太阳系外天体的水云厚度会随时间变化。
2这里的“直接确认”不等于拍到了云层的高清照片:结论来自光谱及其变化对大气云层的指示,而非分辨出一朵朵云的影像。
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观测期间,WISE 0855会自转,研究者从不同时间取得的光谱中寻找大气变化的线索。亮度或光谱起伏可能与不同区域转入视野有关,也可能受到云层覆盖、温度差异或气体吸收变化影响。因此,旋转造成的可见区域变化,与云实际变厚或变薄,并不是同一回事;现有资料没有充分展示团队如何逐项排除这些影响,不宜把每一种变化都解释成云层本身的演变。
云层线索早已有之,新的进展在于追踪变化
2016年,安德鲁·斯凯默团队使用双子座北望远镜观测WISE 0855,光谱已显示水汽特征,并与含云棕矮星模型相符;研究者也指出,其吸收轮廓与木星有明显相似之处。因此,新研究的关键并不是第一次发现这颗天体可能有云,而是利用重复观测追踪与水云有关的光谱如何随时间改变。
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WISE 0855也出现了大气化学变化的线索。一份研究报告摘要指出,观测波段中的主要时间变化特征是一氧化碳吸收,其强度起伏的峰峰值约为8%。
5此前关于寒冷棕矮星的研究则发现,一氧化碳丰度可能受到大气垂直混合和化学非平衡过程影响。
不过,现有资料不足以确认这次观测中磷化氢也有重复的百分之几变化,更不足以将特定气体变化明确归因于对流。有关气体信号的解释,需要与云层、温度及大气垂直结构一并分析;把它们统称为某一种机制的结果,会超出现有证据支持的范围。
为什么研究这颗“行星大小”的棕矮星
WISE 0855距离地球约7.5光年,大小接近木星;研究资料给出的有效温度约为264至265开尔文,也就是约零下8摄氏度。
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12它是已知最冷的棕矮星。棕矮星质量不足以像恒星那样持续进行氢聚变,但它的大气仍可呈现与气态巨行星相似的云层和化学过程。
正因如此,WISE 0855为研究寒冷、类似行星的大气提供了近距离比较对象。观测它的云层与气体如何改变,有助于检验科学家如何从光谱推断大气性质;这些方法也与理解气态巨行星系外行星的大气有关。
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论文《最冷棕矮星中的水云与化学变化》于2026年9月17日提交至预印本平台arXiv。
1现有资料对论文期刊发表状态的说法不一致,因此这里不据此断言其最终刊载期刊。至于后续韦布观测是否会专门测定自转周期、并以三维方式重建大气运动,现有来源片段也未能充分核实。