北京
2023年的一個尋常觀測夜，詹姆斯·韋布空間望遠鏡對準了57光年外一顆被天文學家昵稱為“粉紅星球”的昏暗天體。兩小時后，研究團隊拿到了它的光譜——數據漂亮得不太真實。過去十年，這個天體讓無數地基望遠鏡無功而返，但韋布只用一場電影的時間就把它看了個透。而藏在光譜里的線索，遠比他們預期的更怪。
“粉紅星球”正式編號GJ504b，2013年被發現，質量大約是木星的25倍，繞著一顆類太陽恒星運行。它真正的身份一直是個謎：說它是行星又太重，說它是恒星又從未點燃核聚變。天文學界把它歸為“行星質量伴星”，更通俗的說法是褐矮星候選者——一種在行星和恒星邊界上晃蕩的失敗恒星。GJ504b的表面溫度只有約550華氏度（約287攝氏度），是迄今為止借助地面設備探測到的最冷的這類天體。也正是這種低溫，把科學家們擋了十年。
西北大學的天文學家、研究合著者阿尼什·巴布拉杰如此回憶那段歷史：“全球許多團隊都嘗試通過后續觀測來研究它的光，但對地面儀器來說它太暗了。”他們整夜對準目標，換來的卻是空無一物。巴布拉杰形容，這恰好讓GJ504b成了韋布望遠鏡的絕佳目標。韋布的中紅外靈敏度可以抓住那些從前無法捕捉的微弱光子。當他們終于拿到光譜時，第一眼就覺得有趣，而等到深入分析數據，他們才意識到，眼前的信號和此前分析過的任何天體都不像。
研究團隊利用先進的數據處理手段，將伴星微弱的輝光從其明亮主星的眩光中剝離出來。光被分解成不同顏色的成分，每一種顏色對應大氣中的一種元素或分子。光譜呈現出水蒸氣、甲烷、二氧化碳、氨氣等熟悉的分子痕跡，似乎一切中規中矩。但當他們把數據喂給計算機模型，試圖在虛擬空間里重建這顆天體的大氣時，卻卡了殼：模型生成的大氣為了與現實觀測吻合，不得不強加一些不自然、難以置信的特征。換句話說，觀測數據里少了某種關鍵變量。
研究人員沒有急于下結論，而是一個個試過去。他們在模擬中嘗試加入不同的云層——只有鹽云能讓模型和觀測對上。巴布拉杰解釋：“我們試了三種不同類型的云，鹽云擬合得最好。一旦把鹽云考慮進去，它就壓低了深埋在大氣內部那些分子的信號，結果立刻就變得物理上合理了。”鹽云像一層半透明的薄紗，遮蔽了深層分子的光譜特征，使得此前模擬中那些看似夸張的參數回歸常態。
這個發現并非僅僅是滿足好奇。這是科學家首次在一個低溫天體的大氣中獲得鹽云的直接證據。此前，鹽云或鹽蒸氣在極高溫的系外行星大氣中被探測到過，但GJ504b這個“涼快”的伴星完全顛覆了人們的預期——在如此溫度下，這些鹽類竟能凝結成云，意味著大氣化學過程比過去想象的更多元。背后所指向的是行星形成和演化的新線索：GJ504b到底如何誕生，又為何保有如此奇特的化學配方，仍然懸而未決。
韋布望遠鏡的高效率也讓團隊印象深刻。巴布拉杰指出，過去其他天文學家動用全球最大的幾臺望遠鏡，花上整整一夜也無法看見這顆天體。而韋布的整個觀測只用了大約兩個小時就宣告成功。這種能力上的代差，正把曾被視作“不可及”的低溫伴星世界推向臺前。隨著更多類似天體的光譜被解碼，研究者或許能搞清鹽云在褐矮星和巨型氣態行星中是否普遍存在，以及它們分別指向怎樣的物質循環歷史。關于粉紅星球的未解之謎還在繼續，但至少它的“咸味秘密”，已經被撕開了一個角。
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