臺北市立天文科學教育館

一顆行星溫度高達830°C、運行一周10,000年、環繞著兩顆恆星、質量是木星的20倍、距離地球僅僅只有40光年、還有沙塵暴不斷侵襲著行星的表面……即使科幻小說可能都不會採用這麼古怪的設定，但這是NASA使用韋伯望遠鏡對系外行星VHS 1256 b的最新研究成果，發表於最新的The Astrophysical Journal Letters。

圖說：藝術家繪製的VHS 1256 b與兩顆母恆星的想像圖，有著高溫大氣與沙塵暴的行星表面。來源：NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

天文學家運用韋伯望遠鏡去（2022）年觀測的資料分析VHS 1256 b這個系外行星系統，得到目前為至精確度最高的系外行星光譜資料。在光譜觀測中顯示，這顆系外行星有著水、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、鈉和鉀的吸收譜線，同時VHS 1256 b的光譜形狀更受到了熱系外行星常出現的不平衡化學（disequilibrium chemistry）效應和雲的影響。最有趣的是，這個研究中直接偵測到了由矽酸鹽類構成的砂雲（silicate cloud）訊號，這也是在行星質量的天體上首次發現這類的訊號。

圖說：韋伯望遠鏡所拍攝的紅外線光譜顯示豐富的元素組成。來源：NASA

研究結果顯示，VHS 1256 b的質量20倍木星質量以下，而且距離中心約150個天文單位（AU）之遠，相較之下，太陽系的木星距離太陽僅5.2AU。由於VHS 1256 b以相當長的距離（大約是冥王星與太陽的4倍遠），這使得天文學家們得以直接測量該系外行星的光譜，而不受到中央恆星的干擾。光譜顯示這顆行星擁有矽酸鹽類--也就是砂礫最主要的成份--所構成的大氣層，而且溫度達到830°C。由光譜資訊還可以進一步發現這顆行星以22小時為周期自轉，大氣活動強烈，具有高溫的沙塵暴活動特徵。

與質量更大的褐矮星相比，這顆行星的引力較低，使得它的矽酸雲得以保留在行星表面，並且被韋伯望遠鏡強大的近紅外線光譜儀（NIRSpec）和中紅外光譜儀（MIRI）所偵測到。同時，由於大氣活動劇烈，天文學家推估這顆行星還相當年輕，形成至今可能只有1.5億年。得益於韋伯在紅外線光譜的強大解析力和集光力，天文學家得以首次在同一個行星上測得如此多樣化的觀測結果。這項研究結果幾乎證實了大質量行星--或輕質量褐矮星，它們的亮度變化原因很可能就是來自於其表面片狀沙塵雲的阻擋。總之，韋伯又再一次地開拓了我們對宇宙的認知。本篇研究全文可以參考arXiv。（編輯／謝翔宇）

資料來源：ScienceAlert

論文出處：The Astrophysical Journal Letters