对话南大张曾华：褐矮星发现磷化氢，天文领域迎新突破

近日，国际天文学界迎来一项突破性发现：由美国加州大学圣迭戈分校Adam Burgasser教授带领的研究团队，在一颗名为Wolf 1130C的古老褐矮星大气中，首次清晰探测到磷化氢分子的存在。这项成果发表于《科学》期刊，南京大学天文与空间科学学院张曾华副教授作为共同首席研究员参与其中，为揭开宇宙化学演化之谜提供了关键线索。

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这颗特殊天体所在的Wolf 1130三合星系统中，主星Wolf 1130A为贫金属红矮星，伴星Wolf 1130B是白矮星，两者以12小时为周期相互绕转。作为系统第三成员的Wolf 1130C，是围绕双星系统运行的褐矮星，其表面温度仅330摄氏度，质量达木星的44倍，直径与木星相仿。这类介于恒星与行星之间的天体，形成过程类似恒星却具备气态行星的观测特征，在银河系中极为罕见——其化学丰度仅为太阳的十分之一，同类贫金属褐矮星占比不足1%。

研究团队通过詹姆斯·韦伯太空望远镜，在29颗金属丰度偏低的褐矮星中意外捕捉到磷化氢信号。“这个发现堪称幸运。”张曾华解释道，普通褐矮星大气中二氧化碳吸收线会掩盖磷化氢特征，而贫金属天体因二氧化碳含量极低，使得磷化氢的4.3微米红外吸收线清晰可辨。团队运用新型大气反演建模技术，精确测定其大气中磷化氢丰度约为千万分之一，同时检测出水、甲烷等分子成分。

磷化氢在天体生物学领域具有特殊意义。这种分子在木星大气中由恒星演化过程自然产生，与生命活动无关；但在地球环境中，它主要来自腐烂有机物的厌氧分解过程。张曾华强调：“若在类地行星发现磷化氢，极可能与生命活动相关。”此次在系外天体确认磷化氢存在，不仅深化了人类对宇宙化学的认知，更为寻找地外生命迹象开辟了新路径。

该发现得益于国际天文观测设备的突破性进展。研究团队使用的韦伯望远镜，凭借6.5米口径和红外观测优势，成功穿透地球大气层干扰。张曾华透露，团队正申请更多观测时间，计划扩大贫金属褐矮星样本研究，同时撰写关于Wolf 1130双星系统的分析论文，重点探究其元素丰度与质量特征。

当前天文观测正迎来黄金发展期。张曾华指出，欧洲极大望远镜（ELT）、中国14.5米光学望远镜、2米口径巡天望远镜等重大设备将于未来十年陆续投入使用。这些设施将产生海量高质量数据，推动人类对暗物质分布、系外行星大气、恒星演化等领域的认知。“天文学数据的开放共享特性，将使这个时代成为探索宇宙奥秘的最佳窗口。”他如是说。