GJ 504 b(系外行星)
· 描述:一颗粉红色的系外行星
· 身份:围绕恒星GJ 504运行的气态巨行星,距离地球约57光年
· 关键事实:通过直接成像发现,其表面温度约237°C,在特定波段下呈现独特的粉红色,被称为粉色星球。
第一篇:夏夜里的“粉色幻影”——GJ 504 b的57光年邂逅
夏夜的莫纳克亚山巅,空气稀薄得能听见星星眨眼的声音。天文学家林薇裹着防风外套,眼睛贴在凯克望远镜的目镜上,屏幕上的GJ 504恒星像颗明亮的钻石,周围却只有无尽的黑暗。“直接成像太难了,”她揉了揉发涩的眼睛,对身边的学生小宇说,“就像在探照灯底下找萤火虫——恒星的光比行星亮10亿倍,必须把强光‘掐灭’,才能看见那点微光。”
2023年秋天,这个“找萤火虫”的游戏有了意外收获。当团队用升级后的日冕仪(给恒星戴“墨镜”的装置)对准GJ 504时,屏幕角落突然出现一个粉红色的斑点——它像被宇宙随手点染的颜料,在黑色天鹅绒般的背景上格外醒目。林薇猛地坐直身子:“小宇,快记录坐标!这可能是我们要找的‘粉色星球’!”
这个斑点,后来被命名为GJ 504 b——一颗距离地球57光年、表面温度237°C、在特定波段下呈现梦幻粉红色的系外行星。当2024年《天体物理学杂志》公布它的照片时,全球天文爱好者沸腾了:这是人类首次通过直接成像捕捉到的“粉色气态巨行星”,像宇宙送给地球的浪漫礼物。
一、从“理论猜想”到“镜头捕捉”:直接成像的“宇宙捉迷藏”
GJ 504 b的故事,要从“直接成像”技术的突破说起。在此之前,人类发现系外行星主要靠“间接法”:凌日法(行星遮挡恒星时亮度下降)、径向速度法(恒星被行星引力拉扯的微小摆动),就像通过“脚印”猜动物,却从没真正“看见”过行星的样子。
“直接成像是‘正面交锋’,”林薇在团队会议上解释,“必须用日冕仪挡住恒星的强光,再用超灵敏相机捕捉行星反射的光。”但难点在于:行星离恒星太近(多数在几AU以内,1AU是地球到太阳的距离),强光会淹没微弱的行星光;且行星本身不发光(气态巨行星靠反射恒星光),像“借光”的月亮。
GJ 504 b的幸运在于它的“距离感”。它围绕恒星GJ 504运行的轨道半径约44 AU(相当于海王星到太阳距离的1.5倍),在恒星周围“游荡”得更远,给了日冕仪足够的“操作空间”。2023年9月15日深夜,当望远镜对准GJ 504时,日冕仪恰好过滤掉了99.99%的恒星光,那个粉红色的斑点第一次清晰地出现在屏幕上。
“那一刻像中了彩票,”小宇回忆,“我们盯着那个光点看了半小时,反复确认不是噪点——它的位置、亮度、颜色都符合行星特征。”团队用夏威夷的双子座望远镜交叉验证,又调用斯皮策太空望远镜的红外数据,最终确认:这是一个真实存在的行星,质量约为木星的4倍,直径比木星大一圈,是颗标准的“气态巨行星”。
二、“粉色星球”的秘密:大气里的“宇宙调色盘”
GJ 504 b最迷人的标签是“粉红色”。在可见光波段,它不像木星那样布满棕褐色条纹,也不像海王星那样呈现幽蓝色,而是像把樱花碾碎撒在上——柔和的粉中带着一丝暖白,像少女脸颊的红晕。
“这颜色是大自然的‘化学魔术’,”林薇指着光谱分析图解释。GJ 504 b的大气中,甲烷(CH?)吸收了红光和蓝光,只让绿光和部分红光透过;氨(NH?)晶体则像微小的“棱镜”,把光线散射成粉色调。“就像地球的天空因瑞利散射呈蓝色,它的粉红色是甲烷和氨共同‘调制’的结果。”
但237°C的高温让这个“粉色气球”充满危险。这个温度比烤箱的最高档(通常250°C)略低,足以让铅熔化(铅熔点327°C),比金星表面(462°C)凉一些,却比水星白天(430°C)温和。林薇用“宇宙桑拿房”比喻:“它的大气层像团滚烫的气体,没有固体表面,如果你能站在上面(当然不可能),脚下的‘地面’其实是液态金属氢的海洋,温度高到能瞬间把你汽化成分子。”
气态巨行星的身份更添神秘。和木星一样,GJ 504 b主要由氢和氦构成,内部可能有岩石核心,但被厚厚的气体层包裹。不同的是,它的“童年”可能更动荡:围绕一颗比太阳略暗的恒星(GJ 504质量0.8倍太阳)运行,距离恒星44 AU,处于“雪线”之外(水冰能凝结的区域),可能通过吸积冰粒和气体长大。“它像宇宙中的‘巨型’,”小宇开玩笑,“不过是用高温气体做的,咬一口会烫伤舌头。”
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