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加州理工大学新闻

Bands of Clouds Swirl Across Brown Dwarf’s Surface

天文学家们发现了在一颗类似恒星的冷星体——褐矮星的表面上出现了带状的云团。这些条纹类似于木星表面的条纹,是用偏光法发现的。偏光法的原理与偏光太阳镜阻挡太阳光的原理相同。

加州理工学院天文学博士后麦克斯韦·a·米利肯·麦克斯韦尔·米勒-布兰查尔说:“我常常把偏振测量仪器看作是天文学家戴的偏光太阳镜。",但是我们没有试图阻挡那种强光,而是试图测量它。" Millar-Blanchaer是一项关于这些发现的新研究的主要作者,该研究成果将发表在《天体物理学杂志》上。这些观测是用位于智利的欧洲南部天文台的甚大望远镜(VLT)进行的。

虽然以前曾发现过褐矮星上存在云带的证据,但这一发现是首次利用偏振测量技术推断出这些特征。

加州理工学院天文学教授、喷气推进实验室高级研究员迪米特里·马维特说,"偏振测量在天文学领域重新受到关注。该实验室由加州理工学院为美国宇航局管理。"Polarimetry是一个非常困难的艺术,但新技术和数据分析方法使它比以往任何时候都更加准确和敏感,使开创性的研究,从遥远的超大质量黑洞,新生儿和垂死的恒星,棕矮星,系外行星,一直到在我们的太阳能system."对象

新研究中的褐矮星被称为Luhman 16A,它是已知的离我们太阳系最近的双褐矮星系统的一部分,距离我们6.5光年。2013年,美国宇航局(nasa)的广角红外巡天探测器(WISE)发现了这颗行星,其质量大约是木星的30倍。褐矮星是由坍缩的气体云形成的,其形成方式与恒星类似,但它们的质量不足以最终点燃并发出星光。

美国宇航局斯皮策太空望远镜先前的观测发现,另外三颗褐矮星也有云带的迹象,而先前对卢曼16A的伴星——被称为卢曼16B的褐矮星——的研究已经推断出了大的云带的存在。但是所有这些之前的测量都是观察物体的亮度如何随时间变化,而不是测量偏振光。在新的研究中,vlt&s NaCo仪器被用来研究这两颗卢曼褐矮星的偏振光。

目前,"Polarimetry是唯一能够检测到不随时间变化亮度波动的波段的技术,Millar-Blanchaer说。"这是在Luhman 16A上发现云带的关键,云带在Luhman 16A上看起来没有变化

研究人员解释说,尽管他们无法对褐矮星本身成像,但他们对来自褐矮星的偏振光量的测量使他们能够通过复杂的大气模型来推断出云带的存在。他们的观测结果并不能让他们精确地确定在Luhman 16A上有多少云带在旋转,但是根据他们的模型,答案可能是两个。

他们的模型还显示,这些小块的云层会有类似木星的暴风雨天气。

"我们认为这些风暴会降下硅酸盐或氨等物质。"的合著者、太空望远镜科学研究所的朱利安·吉拉德说:“实际上,这是相当糟糕的天气。”

在未来,研究小组希望将这项工作扩展到测量其他恒星周围的行星,即系外行星。

无论是褐矮星还是系外行星,"Polarimetry都对云的属性非常敏感,Millar-Blanchaer说。这是第一次真正利用它来了解太阳系外的云的特性

有了新一代的地面和太空望远镜,同样的方法也可以用来研究那些可能存在生命的系外行星。Millar-Blanchaer说,偏振测量不仅对大气属性非常敏感,而且对行星表面的类型也非常敏感,因此它有可能在某一天被用于探测液态水,这是宜居性的一个标志。

这项名为"的研究是由美国国家科学基金会、美国国家航空航天局和欧洲研究委员会资助的。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.caltech.edu/about/news/bands-clouds-swirl-across-brown-dwarfs-surface