科技日報記者 金鳳
磷與氫形成的磷化氫,是一種可能的生命標(biāo)識分子。在太陽系內(nèi),它存在于地球、木星和土星大氣中,但在太陽系外的褐矮星和氣態(tài)巨行星中,磷化氫還一直沒有被探測到。
10月3日,美國加州大學(xué)圣迭戈分校天文學(xué)和天體物理學(xué)教授亞當(dāng)·伯加瑟領(lǐng)銜的國際研究團隊在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》刊發(fā)論文稱,團隊在一顆古老的冷褐矮星“Wolf 1130 C”的大氣中探測到磷化氫。
在距離太陽54光年的天鵝座天區(qū)恒星系統(tǒng)Wolf 1130 ABC中,褐矮星Wolf 1130 C沿著寬軌道圍繞一個緊密的雙星系統(tǒng)運行,該系統(tǒng)由一顆紅矮星Wolf 1130 A和一顆大質(zhì)量白矮星Wolf 1130 B組成。由于其金屬豐度比太陽低很多,Wolf 1130 C一直是褐矮星領(lǐng)域的天文學(xué)家重點研究的目標(biāo)。
此次研究中,科研團隊利用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡探測Wolf 1130 C的大氣時,在其紅外光譜數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)磷化氫,團隊通過使用大氣反演的建模技術(shù),確定了Wolf 1130 C中分子的豐度。數(shù)據(jù)顯示,磷化氫以約千萬分之一的理論預(yù)測豐度存在于Wolf 1130 C的大氣中。
為什么磷化氫存在于這顆褐矮星的大氣中?論文的作者之一、南京大學(xué)副教授張曾華介紹,一種可能性是Wolf 1130 C大氣中的低金屬豐度改變了其潛在的化學(xué)性質(zhì)。在正常條件下,磷可能被束縛在另一種分子中,如三氧化二磷。而在Wolf 1130 C的貧金屬大氣中,沒有足夠的氧來占據(jù)磷,使磷化氫能夠從豐富的氫中形成。
另一種可能性是磷是在Wolf 1130 ABC系統(tǒng)中局部產(chǎn)生的,特別是由其白矮星Wolf 1130 B產(chǎn)生的。白矮星是恒星完成氫聚變后留下的致密殘核。當(dāng)它們在表面吸積物質(zhì)時,可能會發(fā)生失控的核反應(yīng),天文學(xué)家將其稱為新星。雖然在最近的歷史中沒有看到Wolf 1130 ABC系統(tǒng)中有此類事件的證據(jù),但新星通常有數(shù)千年到數(shù)萬年的爆發(fā)周期。早期未被觀察到的爆發(fā)可能留下了磷污染的痕跡。