木星、土星的矽去哪了？棕矮星大氣首發現矽烷解開多年之謎
為什麼矽是宇宙最常見元素之一，卻從未在木星、土星這類氣態巨行星大氣中發現？也許它們未曾消失，只是難以檢測。新研究利用南雙子望遠鏡、韋伯太空望遠鏡觀察被暱稱為「意外者」的古老棕矮星，首次從其大氣發現「消失的」矽烷特徵，將幫助解開這個謎題。
試圖對宇宙事物進行分類是人類天性，但有些物體因奇怪特徵難歸類，比如質量介於最大行星與最小恆星之間的棕矮星，其內部無法維持核融合。
與其他已知棕矮星相比，暱稱「意外者（The Accident）」的棕矮星 WISE 1534−1043 特性顯得更不尋常，其相對顏色成分在迄今觀測的棕矮星可說獨一無二，引起天文學家興趣。
NOIRLab 天文學家 Sandy Leggett 團隊率先展開調查，使用南雙子望遠鏡獲取 WISE 1534−1043 近紅外影像；後續研究由 NOIRLab 天文學家 Aaron Meisner 接手主導，使用韋伯太空望遠鏡分析 WISE 1534−1043 大氣構成。
韋伯望遠鏡的觀察結果令人驚訝。
▲ 氣態巨行星、棕矮星、恆星質量差異。（Source：NOIRLab）
研究團隊從 WISE 1534−1043 大氣發現稀有化學物質矽烷（1 個矽原子與 4 個氫原子鍵合）特徵，行星科學家長期以來預測該分子存在氣態巨行星，且對雲的形成發揮重要作用，但數十年搜查從未證實，直到現在首次於這顆奇特棕矮星身上發現。
WISE 1534−1043 距地球約 50 光年，可能形成於 100～120 億年前，當時宇宙主要由氫、氦組成，僅含微量其他元素（包括矽），這項發現表明在 WISE 1534−1043 這種古老天體中，矽可與氫鍵結合形成光分子並抵達大氣上層，而後期才形成的天體如太陽系木星、土星、其他棕矮星等，矽可能與氧結合形成較重分子，從而沉入大氣表面深處，望遠鏡難以檢測它們。
這些數據也證實天文學家對氣態巨行星形成方式的預測，同時暗示形成古老天體的環境與近十億年環境差異多大，木星、土星也沒那麼奇怪了。
新論文發表在《自然》（Nature）期刊。
NASA Study: Celestial ‘Accident’ Sheds Light on Jupiter, Saturn Riddle
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（首圖來源：NOIRLab）