NASA揭「失蹤矽」之謎 古老棕矮星曝氣態行星大氣關鍵線索

記者林育如／編譯

一顆意外發現的棕矮星，正協助科學家破解困擾已久的行星大氣化學之謎，進一步理解木星、土星甚至系外氣態巨行星大氣中矽元素的神秘消失。這項研究成果由美國航太總署（NASA）領導，9月4日發表於《Nature》。

NASA指出，這顆棕矮星暱稱為「意外」（The Accident），於2020年由參與「尋找第九行星」（Backyard Worlds: Planet 9）計畫的公民科學家無意間發現。該星因物理特徵矛盾，難以用傳統方法辨識，直到近期透過NASA詹姆斯・韋伯太空望遠鏡（JWST）深入觀測，其獨特大氣組成才逐步揭露。

科學家在「意外」的大氣中偵測到一種過去僅被理論預測、卻始終未實際觀測到的矽化合物──矽烷（SiH₄）。這是首次在棕矮星或氣態巨行星大氣中發現矽烷分子的存在。

研究團隊指出，矽是宇宙中常見元素之一，但在木星與土星等氣態巨行星的大氣中卻幾乎未被發現。過去理論認為，這是因為矽與氧結合形成氧化矽等礦物，沉降至大氣深層而無法被觀測。但此次發現顯示，在早期宇宙、氧含量相對較低的條件下，矽可能傾向與氫結合形成矽烷，進而保留在高層大氣中。

「有時，極端的天體反而能幫助我們理解那些看似正常的行星系統，」研究首席作者、美國自然歷史博物館天文學家法赫提（Jackie Faherty）表示。

「意外」距離地球約50光年，估計形成於100至120億年前，是目前所知最古老的棕矮星之一。當時的宇宙元素結構與現代大不相同，這為研究早期天體的化學組成提供了珍貴窗口。

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NASA噴射推進實驗室（JPL）研究員艾森哈特（Peter Eisenhardt）指出，原本只是想探討這顆棕矮星為何與眾不同，卻意外發現了矽烷，這讓他們對木星和土星等氣態巨行星的內部結構有了新的理解。

研究團隊強調，雖然這並非發現生命的突破，但此類觀測有助未來解讀更複雜的行星大氣數據，特別是當人類開始分析潛在類地系外行星時。

「未來的天文學家必須處理這類看似矛盾又複雜的觀測結果，正如我們今天所面對的，」法赫提說道，「我們只是在替那個時代做準備。」

資料來源：NASA