T8.5+T9 褐矮星双星大气中的 HCN 与 C2H2

T 型褐矮星为探索富含 H2O、CH4 和 NH3 等分子的大气提供了机会，这些分子在中红外波段表现出丰富的吸收特征。借助 JWST，我们终于能够详细探索这种化学过程，包括在 Spitzer 时代尚未发现的最冷褐矮星。这使得我们可以精确推导分子丰度，进而增进我们对这些大气中垂直传输的理解，并为冷褐矮星和系外行星的形成提供线索。本研究首次给出了 T 型褐矮星 WISE J045853.90+643451.9（T8.5+T9 褐矮星双星）的 JWST/MRS 中红外光谱（R ~ 1500-3000）。我们使用参数化的 P-T 剖面和自由分子丰度（即反演分析）对该光谱进行拟合，并将该双星作为未分辨目标处理。我们获得了与无云大气的良好拟合，并识别出 H2O、CH4 和 NH3 特征。此外，我们首次在任何褐矮星大气中探测到了 HCN 和 C2H2（分别为 13.4$\sigma$ 和 9.5$\sigma$）。HCN 的探测表明存在强烈的垂直混合（$K_{zz}\sim10^{11}$cm$^2$s$^{-1}$），这挑战了先前文献中对 T 型褐矮星 $K_{zz}$ 值的推导。更令人惊讶的是 C2H2 的探测，这无法用现有的孤立天体大气模型来解释。这一结果对关于垂直混合的模型假设和/或我们对 C2H2 化学网络的理解提出了挑战，或者可能暗示着更复杂的大气过程，例如驱动极光的磁场，或驱动电离的闪电。这些发现为研究褐矮星大气中的碳化学开辟了新前沿。