天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测到了附近一颗冷褐矮星,命名为WISEPAJ182831.08+265037.8(或简称WISE1828)。这些观测结果为了解该物体的​​大气成分提供了重要的见解。新发现于2月8日发布在预印本服务器arXiv上。

天文学家调查附近一颗冷褐矮星的大气层

褐矮星是介于行星和恒星之间的中间亚恒星天体,其质量低于氢燃烧极限——大约是木星质量的80倍。褐矮星的一个亚类(有效温度低于500K)被称为Y矮星,代表迄今为止检测到的最冷、最不发光的亚恒星天体。

WISE1828距地球仅32.37光年,是一颗典型的Y型棕矮星。此前的观测表明,它的半径与木星相似,而其质量估计约为木星质量的10倍。该褐矮星的有效温度被发现为378K。

最近,加州莫菲特菲尔德湾区环境研究所的BenWeiPengLew领导的天文学家团队对WISE1828进行了深入的大气研究。为此,他们使用了JWST的近红外光谱仪(NIRSpec))。

“在这项研究中,我们利用JWST机载近红外光谱仪(NIRSpec)的G395H光栅进行中等光谱分辨率观测(R∼2700),来表征附近(9.9pc)Y矮星WISEPAJ182831.08+265037.8,”研究人员写道。

观测结果在WISE1828的大气中检测到了水、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氨和硫化氢。该论文的作者指出,他们的研究标志着首次测量Y矮星大气中的硫化氢丰度。。

研究发现,WISE1828的氧与氢、硫与氢的丰度比高于太阳。据估计,氮相对于氢的丰度比可能接近太阳。结果还表明甲烷-d1的丰度低于标称值。

通过使用两种互补的大气建模工具,研究人员成功测量了WISE1828大气的金属丰度和碳氧丰度比。一种模型表明金属丰度为0.3dex,而另一种模型表明金属丰度为-0.57dex。根据这两个模型,碳与氧的丰度比相似,分别约为0.46和0.43dex。

这些模型还允许团队计算WISE1828的半径和有效温度。一个模型建议为1.23木星半径和534K,而根据另一个模型,该行星更小且更冷—1.03木星半径和425K。