宇宙之謎隨著失敗恒星中出現(xiàn)的“生物特征”分子而加深

在距離地球 54 光年的褐矮星的大氣中檢測(cè)到磷化氫，加深了整個(gè)銀河系磷化學(xué)的奧秘。

由加州大學(xué)圣地亞哥分校的天體物理學(xué)家亞當(dāng)·伯加瑟 （Adam Burgasser） 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，沃爾夫 1130C 是一個(gè)有 100 多億年歷史的古老天體，其磷的豐度約為十億分之 100。

這是第一個(gè)也是迄今為止唯一一個(gè)明確檢測(cè)磷化氫（PH₃）在褐矮星中。豐度與模型預(yù)測(cè)一致，但這帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：PH₃在其他褐矮星中缺席。

這意味著我們對(duì)磷化學(xué)的理解可能缺少一些東西，拋出 PH 值₃作為潛在生物特征的地位陷入混亂。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化了 PH 值₃作為生命潛在跡象的作用必須謹(jǐn)慎對(duì)待，因?yàn)樗赡艹霈F(xiàn)在多種非生物環(huán)境中。

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“具有諷刺意味的是，Wolf 1130C 不是問(wèn)題所在——而是所有其他褐矮星和巨型系外行星！ 酸堿度₃根據(jù)我們目前對(duì)這些大氣中動(dòng)態(tài)化學(xué)的理解，是巨行星和褐矮星低溫富氫大氣中磷的預(yù)期分子形式，“Burgasser 告訴 ScienceAlert。

“但是，盡管使用地面望遠(yuǎn)鏡和 JWST 做出了許多努力，但這是我們第一次在太陽(yáng)系外的褐矮星或巨行星中檢測(cè)到這種分子，其預(yù)測(cè)豐度很高。因此，無(wú)論形成或抑制這種分子形成的化學(xué)過(guò)程都不是普遍的;Wolf 1130C 向我們展示了 PH₃化學(xué)因來(lái)源而異，這不是我們目前對(duì)大氣化學(xué)的理解所期望的。

酸堿度₃早在 2020 年就有過(guò)一些時(shí)刻，當(dāng)科學(xué)家宣布他們?cè)诖髿鈱又邪l(fā)現(xiàn)了它金星.在地球上，PH₃主要由微生物產(chǎn)生。

出于這個(gè)原因，天體生物學(xué)家考慮 PH₃一個(gè)潛在的生物特征，一個(gè)可能表明生命存在的信號(hào)。然而，還有其他非生物外星環(huán)境，其中 PH₃出現(xiàn)。它在木星和土星的大氣層例如。它在它們炎熱的高壓腹部中形成，并通過(guò)對(duì)流升空。

就是從這兩位氣態(tài)巨行星科學(xué)家們已經(jīng)為其他氣態(tài)巨行星和褐矮星建立了大氣化學(xué)模型。這些模型大多適用于氨、二氧化碳和甲烷等分子。

“但磷化學(xué)似乎存在一種奇怪的不一致，因?yàn)槲覀兊哪Ｐ瓦m用于木星,土星，現(xiàn)在是沃爾夫 1130C，但迄今為止還沒(méi)有研究過(guò)其他褐矮星和系外行星，“伯加瑟解釋道?！斑@絕對(duì)是一個(gè)謎題！”

褐矮星彌合氣態(tài)巨行星和小恒星之間的差距。因此，它們是研究?jī)烧叩闹匾獙?shí)驗(yàn)室。

研究人員將 JWST 轉(zhuǎn)向 Wolf 1130C，在紅外光中進(jìn)行光譜觀測(cè)，以尋找 PH 引入的明顯陰影₃因?yàn)樗仗囟úㄩL(zhǎng)的光。沒(méi)過(guò)多久就找到了。

“當(dāng)我們第一次獲取數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)特征如此明顯，這令人驚訝，”Burgasser 說(shuō)。“迄今為止的研究必須進(jìn)行具有挑戰(zhàn)性的分析來(lái)尋找這種分子的裸露痕跡，但對(duì)于 Wolf 1130C，即使在我們的最低分辨率數(shù)據(jù)中，它也是視覺(jué)上顯而易見(jiàn)的?！?/p>

PH值的豐富性₃在沃爾夫 1130C 的大氣層中，與木星和土星中看到的豐度相似，與大氣模型完全一致。這是天文學(xué)家第一次觀察褐矮星的大氣并找到了PH的量₃他們希望看到那里，提出很大的問(wèn)題。

“我們有一些可能的線索來(lái)解釋為什么 Wolf 1130C 在這方面脫穎而出。除了氫和氦之外，它的所有元素的豐度都較低，并且元素豐度的變化可能會(huì)改變磷化學(xué)的通常模式，“Burgasser 解釋道。

“此外，Wolf 1130C 是三重系統(tǒng)的一部分，其中包括一顆巨大的白矮星，它本身可能是磷的來(lái)源，從而提高了這種元素在其伴星中的豐度?！?/p>

揭開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)的真相需要進(jìn)一步的研究。研究人員正試圖提出一個(gè)大氣模型來(lái)解釋為什么在迄今為止采樣的所有褐矮星中，只有一顆具有預(yù)期豐度的 PH 值₃.科學(xué)家們還需要縮小PH₃可以存在。

Burgasser 指出，還有一個(gè)問(wèn)題是弄清楚奇怪的地方：Wolf 1130C 是奇怪的，還是所有其他褐矮星？

他說(shuō)：“通過(guò)從多個(gè)角度探討這個(gè)謎團(tuán)，我們將更好地了解這個(gè)重要元素是如何在我們的銀河系中出現(xiàn)的，以及它是否可以有效地用于尋找其他星球上的生命。

研究人員警告說(shuō)，在解決這個(gè)難題之前，科學(xué)家們應(yīng)該避免使用這種奇怪的分子作為外星世界的生活.

該研究已發(fā)表在科學(xué).

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