第55章 WISE 1506天体（1/2）

1. 天体发现与定位

2011年，nasa的广域红外巡天探测器（wise）在红外波段首次捕捉到这颗位于天龙座方向的神秘天体，编号wise j.97+.0（简称wise 1506+7027）。后续近红外光谱分析确认其为y型褐矮星，是目前已知温度最低的自由漂浮亚恒星天体之一。根据2023年更新的盖亚dr3数据，其距离为24.8±0.5光年，属于太阳系近邻天体。

核心物理参数：

光谱类型：y0（介于y0-y1过渡类型）

有效温度：300-350 k（27-77°c）

质量：5-12倍木星质量（未达氢燃烧下限）

半径：≈0.9-1.1倍木星半径（依演化模型）

光度：仅为太阳的百万分之二（l≈10?? l☉）

自行运动：0.8角秒\/年（指向银河系盘面方向）

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2. 大气特性与结构模型

2.1 分层大气特征

通过jwst的nircam和miri联合观测，重构出其三维大气结构：

上层大气（＜0.1 bar）：

云层成分：硫化氢（h?s）与磷化氢（ph?）冰晶混合层，厚度约30公里

反常反照率：光学波段反照率低至1.5%（类似木卫三的暗区）

中层（0.1-10 bar）：

动态气象系统：甲烷（ch?）与水蒸气（h?o）的强对流带

风速梯度：赤道区域风速达50 m\/s（极区仅10 m\/s）

化学异常：一氧化碳（co）浓度超理论值15倍

深层（＞10 bar）：

相态边界：理论上存在液态氨（nh?）与超临界水的界面层

热源分布：残余引力能释放集中于极区下方

2.2 光谱指纹解析

近红外光谱（1-5 μm）显示出三大未解特征：

1. 甲烷吸收抑制：1.6μm和3.3μm ch?带强度仅为标准模型的20%

2. 水冰云特征：2.0μm吸收带呈现不对称展宽（可能源于云层湍流）

3. 未知吸收线：4.5μm处存在未识别的分子特征（或为金属氢化物）

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3. 形成演化理论争议

3.1 主流假说竞争

孤立的分子云坍缩：

支持点：金属丰度（\\[fe\/h]≈-0.2）与本地星际云一致

难题：低温下如何维持云核稳定性

被抛射的行星级天体：

证据：运动学轨迹未关联任何年轻星协

反证：缺乏原系统残留物质

暗物质相互作用产物（新锐假设）：

推测其可能捕获轴子衰变能量维持低温

尚未被任何观测证实

3.2 冷却时序矛盾

不同年龄测定方法冲突显着：

动力学年龄：＜10亿年（基于运动轨迹）

冷却模型：需＞100亿年达到当前温度（超过宇宙年龄）

锂元素检测：未探测到（支持年老模型）

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4. 观测技术突破

4.1 探测挑战

辐射强度：比木星暗100倍（jwst需50小时曝光）

波段选择：必须依赖4.5-28μm中红外窗口

背景干扰：银河系平面尘埃辐射的强烈污染

4.2 关键仪器贡献

斯皮策空间望远镜（2019）：

首次在\\[4.5μm]波段解析其点源特征

jwst nirspec（2023）：

获得r≈2700的分解光谱，识别ph?特征