宇宙里居然有粉紅色的星球？韋伯望遠(yuǎn)鏡找到了答案

你見過粉紅色的星球嗎？

不是P的，不是藝術(shù)家的想象，而是真真切切漂浮在57光年外的天體。它有個正經(jīng)的名字叫GJ504b，但天文圈的人更愛叫它"粉色星球"。十多年來，這顆星球為什么是粉紅色的，一直困擾著科學(xué)家。直到前幾天，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡終于看清了它的真面目——天空里飄滿了鹽做的云。

這不是科幻小說，而是剛剛發(fā)表在《天文學(xué)期刊》上的正經(jīng)研究。

一顆身份不明的粉色星球

故事要從2013年說起。那一年，天文學(xué)家在夏威夷用昴星望遠(yuǎn)鏡第一次捕捉到了這顆奇怪的星球。它的顏色實在太特別了，在紅外波段下呈現(xiàn)出淡淡的玫瑰色，像是宇宙深處漂浮的一朵櫻花。

但它的身份卻讓科學(xué)家撓頭。質(zhì)量是木星的25倍，說它是行星吧，太重了；說它是恒星吧，又不夠格。天文學(xué)家只能給它一個尷尬的分類：“行星質(zhì)量伴星”，意思是圍著恒星轉(zhuǎn)、個頭跟行星差不多大的天體。很多研究者覺得，它更可能是一顆褐矮星——那種誕生過程跟恒星一樣、卻因為質(zhì)量不夠而無法點燃核聚變的"失敗的恒星"。

更奇怪的是它的溫度。大多數(shù)被直接成像的系外行星，表面溫度都在上千攝氏度，而GJ504b只有290攝氏度左右，跟一個烤箱內(nèi)部差不多。這個溫度意味著它已經(jīng)非常古老——氣態(tài)天體剛誕生時都很熱，然后慢慢冷卻。根據(jù)測算，它的年齡在25億到40億年之間。

問題是，這么冷的天體，理論上不應(yīng)該有粉紅色的外表。這個謎團(tuán)拖了十幾年，直到韋伯望遠(yuǎn)鏡出手。

韋伯望遠(yuǎn)鏡只用兩小時就解開了謎題

過去，天文學(xué)家動用地球上最大的望遠(yuǎn)鏡，整夜整夜地盯著這顆星球，想從它微弱的光線里讀出點什么，但都失敗了。它實在太暗了，而它的主恒星又太亮，就像試圖在探照燈旁邊分辨一只螢火蟲。

韋伯望遠(yuǎn)鏡改變了這一切。它在紅外波段有著無與倫比的敏感度，而且漂浮在太空中，不受地球大氣的干擾。研究團(tuán)隊只需要過濾掉主恒星的光芒，就能專心分析GJ504b本身發(fā)出的輻射。整個觀測只用了大約兩小時，就拿到了以前十幾年都拿不到的數(shù)據(jù)。

光線被拆解成光譜，每種元素和分子都會留下獨特的指紋。研究人員發(fā)現(xiàn)，這顆星球的大氣里含有水蒸氣、甲烷、二氧化碳、氨——這些都不奇怪。奇怪的是，當(dāng)他們把這些成分輸入模型時，怎么都對不上。除非加入一個之前從未被觀測到的因素：鹽云。

鹽做的云，第一次被直接證實

鹽能做成云嗎？科學(xué)家早就猜到了，但從來沒見過。

在地球大氣里，云是水蒸氣凝結(jié)成的。但在溫度更高的星球上，水沒辦法凝結(jié)。當(dāng)溫度降到某個"過渡區(qū)間"，大約260到370攝氏度，另一種物質(zhì)就有可能凝結(jié)成云滴——鹽。更準(zhǔn)確地說，是氯化鈉。

這個理論已經(jīng)在模型里存在很多年了，但從來沒有人真正觀測到過。GJ504b的發(fā)現(xiàn)是第一次確鑿的證據(jù)。鹽云的存在解釋了為什么它的光譜看起來那么奇怪：鹽云遮擋了更深層的甲烷和氨的信號，讓整個光譜看起來"缺了一塊"。一旦把鹽云加入模型，一切都說得通了。

研究的負(fù)責(zé)人、西北大學(xué)的阿尼什·巴布勞吉說，當(dāng)他們開始深入挖掘數(shù)據(jù)時，意識到這個天體跟以前分析過的任何天體都不一樣。鹽云的存在是唯一能讓光譜擬合從"物理上不可能"變成"完全自洽"的關(guān)鍵。

粉紅色的秘密終于有了答案

那它為什么是粉紅色的？

其實，這種顏色跟它的溫度和年齡有關(guān)。年輕的氣態(tài)行星因為太熱，會發(fā)出藍(lán)白色的光。隨著它們變老變冷，顏色會逐漸偏紅。GJ504b已經(jīng)冷卻了數(shù)十億年，溫度剛好處于一個特殊的區(qū)間，加上大氣里那些奇特的化學(xué)成分和鹽云的散射作用，讓它在紅外波段呈現(xiàn)出那種獨特的玫瑰色調(diào)。

這不是第一次發(fā)現(xiàn)外星世界的奇怪云層。韋伯之前在WASP-107b上發(fā)現(xiàn)過硅酸鹽云——就是沙子做的云，天上下著沙雨。在更熱的星球上，甚至可能存在鐵雨和鈦云。宇宙的天氣系統(tǒng)比我們想象的要狂野得多。

但鹽云的發(fā)現(xiàn)仍然是特殊的。它證明了一個長期存在于理論中的預(yù)測，也為研究那些寒冷、昏暗的系外天體提供了新的思路。未來，同樣的方法可以用來研究其他類似的星球，甚至可能幫助我們理解氣態(tài)巨行星和褐矮星之間的邊界到底在哪里。

看得更遠(yuǎn)，也想得更遠(yuǎn)

卡爾·薩根說過，我們是星際塵埃的后代，我們有義務(wù)去理解宇宙。

韋伯望遠(yuǎn)鏡正在幫我們履行這個義務(wù)。

它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了宇宙最早期的星系，捕捉到了行星形成的瞬間，現(xiàn)在又讓我們看到了一顆粉紅色星球上的鹽云。每一次發(fā)現(xiàn)都在提醒我們，宇宙比科幻作家能想象的還要奇異。而那些看起來像幻想的場景——天空飄著鹽做的云——其實就靜靜地待在幾十光年外。

誰知道韋伯的下一個目標(biāo)會是什么？也許是另一顆顏色奇怪的星球，也許是某顆行星大氣里的生命跡象。但有一件事是確定的：我們才剛剛開始看清這個宇宙的真實模樣。