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最近的棕矮星ν蛇夫座距其恒星的六次,褐矮星是

时间:2019-11-15 03:11来源: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

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。

凤凰彩票在线计划 1天文学家发现了最小的恒星,个头甚至比木星还要再小一点。图片来源:Steed,夜空中国

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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。

(文/Phil Plait)天文学家或许已经发现了已知最小的恒星。不只是已知的恒星里最小的一颗,就算在所有可能的恒星里,也很有可能是最小的。如果它再小一点的话,可能就不能再成为一颗恒星了。

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。

这颗恒星被名为2MASS J05233822-1403022,我们可以简称它为J0523[这个复杂的名字表示,它是由2MASS项目(2-Micron All Sky Survey,2微米全天巡视)发现的,后面那串数字则是它在天空中的坐标——没错,天文学家起名字就是这么无趣]。它的亮度仅有太阳的1/8000,表面温度为1800℃(作个比较,太阳的表面温度为5600℃),直径仅有太阳的0.09倍——甚至比木星还要小!

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。

实际上,这颗恒星离我们相当近,只有大约40光年,但因为非常暗淡,你必须用大望远镜才能看到它——你用肉眼能够看到的最暗恒星,都要比J0523明亮100万倍!

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。

那么,我们是如何确定它(可能)是最小的恒星呢?

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。

凤凰彩票在线计划,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。

为了回答这个问题,我们必须先定义什么是“恒星”。天文学家认为,恒星是质量大到足以在其核心处将氢元素聚变成氦元素的气态天体。我们的太阳可以做到这一点,因此它是一颗恒星。木星就不行,所以它不是。

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。”

“我们的目标是寻找食双星,”马蒂厄说,他们的观测计划是搜索这片著名的、被研究得非常透彻的恒星“育婴室”,“我们在寻找会眨眼的恒星,这是食双星系统的标志。”

事实证明,要想让这种核聚变反应发生,你必须把氢压缩到极致。行星自身的重力做不到这一点,但是如果你往一颗行星上堆积足够多的物质,随着核心压强和温度的上升,最终你总能点燃那里的氢核聚变。

这就是广泛的动态分析的可能的配置ν蛇夫座系统建议,研究者报道。奎伦巴赫教授强调说,这个超行星系统是此类系统中的第一个,也是第一个肯定的迹象,表明褐矮星可以在原行星盘中形成。研究人员和他的团队希望有一天能有其他类似的发现,让他们弄清楚到底有多少“失败”的恒星实际上是木星和土星的质量更大的兄弟姐妹。

双星系统,即两颗相互绕转的恒星,对天文学家们是很有帮助的。特别是当它们的轨道侧向我们,一颗恒星能够遮掩另一颗恒星的时候。

我们认为,这个临界质量大约是太阳质量的0.07–0.077倍。如果质量超过这个范围,你就得到了一颗恒星。不到这个范围,那就成不了恒星。

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