褐矮星是失败的恒星还是超级行星?

作者:数理科学

褐矮星是一种介于最小的恒星和最大的行星之间的“流产”恒星。它总是被天文学家们视为理解恒星和行星形成过程的重要一环。不过,褐矮星的麻烦在于它们很难被找到,而且直到不久以前。几乎所有精确估测它们大小的尝试都是以失败而告终的。

图片 1

图片 2

不过现在,天文学家们已经找到了一对相互绕转的年轻褐矮星。这项发现使得科学家们第一次有可能称出褐矮星的重量。并且测出它们的半径。

我们都知道宇宙中的星体可以分为恒星,行星,小行星等,这实际上是最简单的分类说法,比如恒星与行星,实际上这两者之间还有一种星体,就是褐矮星。

褐矮星填补了恒星和小得多的行星之间的“空白”——这是两种截然不同的天体。但是它们是如何产生的还没有得到充分的解释。海德堡大学的天文学家现在可能能够回答这个问题。他们发现恒星ν蛇夫座在银河系中被两个棕矮星,环绕在所有概率随着恒星的气体和尘埃形成磁盘,就像行星一样。

这项最新研究是重要的,因为这是对这类恒星的半径和质量进行的首次直接测量。这类恒星无法像普通的恒星,例如太阳这样,发生核聚变反应。

在天体学分类中,褐矮星既不属于恒星,也不属于行星,然而这种星体既具有恒星的性质,又具有行星的性质,说它不是恒星,但的内部却已经可以进行核聚变,说它不是行星,但是它又基本不会发光,它的各种特征和气态行星都很相似,所以对于褐矮星的定位也是一种让人很纠结的事。

褐矮星要么围绕一颗恒星运行,要么在浩瀚的银河系中独自运行。它们的质量——至少是木星的13倍——足以通过核聚变在其核心产生能量,至少暂时如此。然而,它们的质量还不够大,不足以点燃内核中的氢,从而产生它们自己的光。它们在形成后继续散发的热量是天文学家确定它们位置的方法。据估计,多达1000亿颗褐矮星在银河系中安家。然而,它们是如何形成的还不清楚——它们是“失败的”恒星,还是超级行星。

这项发现主要是由威斯康星一麦迪逊大学的马蒂厄、范德比尔特大学的凯伊万·斯塔森以及太空望远镜科学研究所的杰夫·瓦伦蒂共同做出的。这个小组利用了一大堆的观测数据,其中最早的一批来自于马蒂厄和斯塔森12年前所做的观测。当时他们使用的是基特峰天文台和美国海军天文台的相对较小的望远镜。

不过在天文学上,褐矮星还是被划归一种独特的天体,它的质量大于行星而小于恒星,一般认为其质量范围在木星的13~80倍之间,也就是说最小的褐矮星的质量大致相当于木星质量的13倍,而最大的褐矮星的质量大约相当于木星的80倍。对于质量范围区间的箱体,内部可以产生氘核聚变,小于木星13倍质量的褐矮星其内部很可能不会产生氘核聚变,因此被认为是典型的行星,而大于木星80倍质量的恒星内部已经可以启动氢核聚变,可以称之为典型的恒星。所以褐矮星也经常被称为“失败的恒星”,但其实它是一种单独可以归为一类的天体。

海德堡大学天文中心最近的发现可以提供一个答案。教授安德里亚斯Quirrenbach博士和他的团队在Konigstuhl国家天文台ZAH分析恒星的径向速度变化ν蛇夫座。利用美国和日本的望远镜,海德堡大学的天文学家和其他人用了11年的时间测量了这颗恒星的速度。这颗恒星的质量略大于太阳的2.5倍,距离地球约150光年,位于蛇夫座。

在接下来的12年间。这个小组累积了另外1600次观测数据,其中大部分来自于基特峰和泛美天文台,但最主要的观测是在智利的双子星南座天文台取得的。

但是有一些天文学机构还是喜欢将褐矮星归类为行星,如美国宇航局,经常将褐矮星作为行星对外发布观测结果,这很可能是因为这些天文学机构认为褐矮星内部的氘核聚变时间通常不会超过1亿年,当氘核聚变停止以后,它的星体特征更类似于行星,因此也常常被归类为行星。

海德堡大学的研究小组注意到,在测量中有一种特定的模式,类似于由轨道行星或双星引起的模式,这通常没什么不同寻常的。但在这种情况下,深入分析的数据显示了一件非同寻常的事:很显然,ν蛇夫座是由两个环绕棕矮星的轨道周期大约530和3185天,这让他们在一个6:1共振配置。所以,最近的棕矮星ν蛇夫座距其恒星的六次,另,更遥远的棕矮星完成只有一个轨道。

按照马蒂厄的说法,这个小组发现的褐矮星是年轻的,只有100万年的历史。它们位于距离地球只有1500光年的猎户座大星云之中,这是太空中一片富足的恒星形成区域。

宇宙中的褐矮星数量有很多,但并不容易被观测到,就是因为它们基本不发光,今年4月份的时候,美国科学家通过斯皮策太空红外望远镜发现了一个引力透镜作用下的褐矮星双星对,位于9400光年外的银河系圆盘上,科学家还观测到了它们扭曲的光曲线,显示其中一颗星体的质量是目前的21倍,另一颗只有9倍左右,两者相互绕行。

这一发现为研究褐矮星的进化提供了全新的视角。它们是完全像星际云中的普通恒星一样发育,还是也能在母恒星形成初期,在环绕其周围的所谓的由气体和尘埃组成的原行星盘中形成?奎伦巴赫教授解释说:“6:1的共振是后一种情况的强烈迹象。”“只有这样,新形成的褐矮星的轨道才能在数百万年的时间里适应稳定的共振。”

本文由金祥彩票发布,转载请注明来源

关键词: