群发资讯网

在韦布空间望远镜的探测器上,这个世界只占1个像素。 没有云的形状,没有地平线,没有任何能叫作“画面”的东西,只有一个光点。可天文学家还是从这个光点里读出了它的天气:哪里云薄,哪里云厚,云层往上堆了多高,热的地方和冷的地方怎样随着它的自转轮番出场。 这个光点名叫SIMP 0136,位于双鱼座 ​

在韦布空间望远镜的探测器上,这个世界只占1个像素。

没有云的形状,没有地平线,没有任何能叫作“画面”的东西,只有一个光点。可天文学家还是从这个光点里读出了它的天气:哪里云薄,哪里云厚,云层往上堆了多高,热的地方和冷的地方怎样随着它的自转轮番出场。

这个光点名叫SIMP 0136,位于双鱼座方向,离地球大约20光年。

它的身份有点尴尬。它的质量约为木星的13倍,正好卡在恒星星和行星的分界线附近。它像恒星一样,由一团气体云直接坍缩而成,但个头太小,核心没能点燃持续的氢核聚变,成了一颗褐矮星,也就是一颗“失败的恒星”。它身边又没有任何恒星可绕,独自在太空里漂着,所以也有人把它算作流浪行星。

它大约2亿岁,转得飞快,大约每2.4小时就自转一圈。

它的天气不适合任何人去体验。那里的温度最高可能达到约970℃,云层里飘的也不是水滴。

问题在于,隔着20光年,怎么知道这些?

望远镜能拿到的只有两样东西。一样是亮度随时间的变化:它自转时,不同的半球轮流朝向地球,光点就会忽明忽暗。另一样是颜色:韦布能把这点光拆成一条光谱,分别记下每种颜色,也就是每个波长的亮度。

关键在于,不同波长的光来自大气的不同深度。有的波长能从很深的地方透出来,有的只能从高层大气逃出来。所以每个波长的明暗变化,都对应着某一层大气的一举一动。

麻烦的是,几百个波长一起闪,数据乱成一锅粥。

爱尔兰都柏林圣三一学院的默尔·施拉德(Merle Schrader)和同事,借用了一种现成的统计工具,叫主成分分析。它的本事是从一大堆一起变化的数据里,找出背后真正起作用的少数几个“主角”。

打个比方,一个大合唱团里几百个声部同时起伏,听起来乱,但仔细分辨,大部分起伏其实是跟着两三个领唱在走。主成分分析做的就是把这几个领唱揪出来。

研究团队先用这个方法从SIMP 0136的光谱变化里揪出几个主导模式,再用大气物理的基本规律去解释每个模式代表什么。

结果显示,这颗褐矮星的天气主要由两件事驱动:温度的变化,以及云层在垂直方向上的结构。

它的大气像一床补丁被子,一块块拼着两种区域:一种温度更高、云层更薄;另一种温度更低、云层更厚,而且往高处堆得更高。随着它的自转,这些补丁轮流转到地球这一面,光点的明暗和颜色就跟着规律地变化。

换句话说,这颗褐矮星的天气是有章法的,从一个像素里就能读出来。

这项研究发表在《天文学与天体物理学》上。

这套方法以后可以用在其他褐矮星上,也可以用在体型巨大的气态巨行星上。天气提供的线索,可以透露一个天体是怎么形成的、由什么构成,甚至它上面有没有可能存在生命。

不过,SIMP 0136算是一道送分题。它离得近、足够亮,身边又没有恒星的强光干扰,原始数据相对好拿。方法已经验证可行,接下来要面对的,是那些光更弱、藏得更深的世界。

~~~~~~

图源:Dr. Evert Nasedkin

信源:Nield, David. "Cloudy With a Chance of Incineration: Predicting Weather on Distant Worlds." Nautilus, 28 Oct. 2026