棕矮星的雲含液態鐵滴 太空望遠鏡看到狂暴大氣層
▲太空望遠鏡看到棕矮星氣象模式。(圖／引用自臺北天文館之網路天文館網站)
美國亞利桑納大學(University of Arizona)天文學家Esther Buenzli等人利用史匹哲和哈柏太空望遠鏡，能偵測到棕矮星的狂暴大氣層，並製作出迄今最詳細的棕矮星「天氣圖」。根據他們的棕矮星天氣預報，受風驅動而產生的行星級雲層正大量覆蓋這些奇怪的世界。
棕矮星基本上和恆星一樣，主要是由冷卻的氣體所形成，但質量不夠大，無法像恆星一樣能在覈心處進行氫原子融合來產生能量。相反地，這些被稱爲「失敗恆星」的棕矮星，其複雜而多變的大氣層比較類似如木星一樣的氣體巨行星。因此。這次的最新研究成果，不僅能進一步瞭解棕矮星本身，而且也能將所獲得的知識應用在太陽系以外的系外行星大氣層上。
亞利桑納大學首席研究員Daniel Apai表示，利用哈柏和史匹哲來進行觀測，因可使用多種不同的波段，因此可觀看到不同高度的大氣層，就像是醫生利用醫學影像技術可以取得人類身體不同深度的組織層訊息一樣。
這些天文學家將哈柏和史匹哲同時對準一顆編號爲2MASSJ22282889-431026的棕矮星。結果發現這顆棕矮星的亮度會隨時間而改變，亮暗變化週期約爲90分鐘，與棕矮星自轉週期相同。但更讓Buenzli等人驚訝的是，不同紅外波段下，亮度變化的時間點卻不同。
這些變化應是天氣系統隨大氣層高度而不同所致，或是有複雜的物質斑塊構成的雲朵隨大小如地球的暴風環繞棕矮星所致。史匹哲和哈柏能看到不同的大氣層面，是因爲某些特定紅外波段會被高層大氣中的水汽和甲烷等吸收遮蔽，但其他不會被吸收的紅外波段則能深入較深的大氣層中。
▼棕矮星的大氣風暴。(圖／引用自臺北天文館之網路天文館網站)
棕矮星的雲主要是由熱沙粒、液態鐵滴和其他奇怪的成分所組成，和地球上由水冰構成的雲或是木星上由氨構成的雲都不同。所以史匹哲和哈柏所看到的這個龐大的大氣風暴，給了所謂的「極端天氣」一個新意義。
Buenzli表示，這是研究學者首度能同時偵測到好幾個不同高度的棕矮星大氣的變化。相對於一般恆星而言，棕矮星又冷又小，但以地球標準而言，它們其實溫度還算是比較高的，這顆特別的2MASSJ22282889-431026，大氣溫度就高達攝氏600~700度左右。
這次透過史匹哲和哈柏觀測所看到的棕矮星變化，是它們擁有大型的系統性雲層，或許類似木星上那著名的巨大的大紅斑。這些不同步的亮度變化提供訊息，讓科學家得以瞭解棕矮星在垂直方向上的大氣天氣系統。由資料來看，棕矮星上多雲的地方，以及大氣深處中富含矽酸鹽蒸汽的地方，與其上空高層大氣中比較乾爽宜人的地方重疊。
這些研究學者計劃要繼續利用史匹哲和哈柏來監看其他數十顆鄰近的棕矮星大氣，希望能更進一步認識這個重要的天體類型；甚至在未來更直接拍攝到個別系外行星影像時，可將這個技術應用系外行星的大氣研究中。(文／引用自臺北天文館之網路天文館網站)