首度在太陽系以外發現含有水冰雲的證據

2014/09/14 |

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天文學家早就已知我們自己太陽系中的木星、土星、天王星和海王星等氣體巨行星的大氣中含有水冰形成的水冰雲（water ice cloud），但尚未在太陽系以外的天體上偵測到過。卡內基科學研究所（Carnegie Institution for Science）Jacqueline Faherty等人利用位在智利的Las Campanas觀測站以FourStar近紅外相機進行研究，首度發現系外天體也擁有水冰雲的證據。

Faherty等人利用FourStar近紅外相機監測已知溫度最低的棕矮星們，在3晚共拍攝了151幅的影像中，發現編號為WISE J085510.83-071442.5（縮寫為W0855）的棕矮星含有水冰雲。W0855最早由NASA發射至太空中的廣角紅外探測器（Wide-Field Infrared Explorer，WISE）偵測到，並在2014年初公布；這些極低溫棕矮星都非常昏暗，天文學家並不確定能否利用地面上的觀測儀器予以探測。但FourStar近紅外相機成功偵測到W0855且還確認它含有水冰雲，讓這些天文學家喜出望外。

棕矮星的質量比恆星小很多而無法點燃核心的核融合反應，所以天文學家並不把棕矮星當成是正式的恆星，但也不會把棕矮星當成是氣體巨行星。棕矮星的表面溫度差異頗大，從和恆星類似到與行星差不多者皆有，其質量則介在恆星與行星之間。它們之所以引起天文學家的興趣，是因為棕矮星有著恆星形成過程的線索，同時因表面溫度與行星差不多，但因數量繁多且比系外行星稍亮一些，亦即比系外行星容易偵測研究，所以可以將棕矮星的一些大氣性質套用到系外行星上。

W0855是離太陽系第4近的系統，以天文尺度而言，簡直就是太陽系的隔壁鄰居一樣。將Faherty等人的W0855近紅外影像，和棕矮星大氣理論模型加以比對之後，Faherty等人發現有硫化物和水等成分凍結成雲的證據。Faherty表示：雖然理論預測系外行星大氣中含有冰雲，且冰雲的存在相當重要，但在這之前，從來沒有實際觀測到過。這些難怪Faherty等人會如此激動了。