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是棕矮星还是恒星?新发现五颗星体介于其间

让天文学家十分困惑的是,恒星和棕矮星之间的分水岭到底在哪里?

编译|人民日报欧洲网

瑞士日内瓦大学(UNIGE)引领的一份研究发现五个天体,科学家无法确定它们到底算恒星还是棕矮星。这五颗星体有助于天文学家进一步探索这两者之间的界限到底在哪里。

科学家发现气体行星和恒星其实都是主要由氢和氦元素构成的。不同的是,当这个星体质量大到一定程度以上,在引力的作用下其内部的氢原子将开始核聚变反应,聚合产生氦,这个过程发出大量的光和热。

前些年科学家发现有一类星体叫做棕矮星。它们的质量比最大的行星大,比最小的恒星小。它们的质量就差那么一点,不足以启动常见的恒星内部的核聚变反应。可是科学家发现这些星体内部其实也在进行着一定程度的核聚变,由氢原子重一些的同位素——氘原子在进行核聚变。

氘原子核聚变的过程不如氢原子聚合的过程剧烈,效能低一些,发出的光和热也少。所以科学家也把棕矮星称为“失败的恒星”。

但是让天文学家十分困惑的是,恒星和棕矮星之间的分水岭到底在哪里?

8月20日发表于《天文学和天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊的一份研究,从凌日系外行星巡天卫星(TESS)搜集的数据中找到五个星体TOI-148、TOI-587、TOI-681、TOI-746和TOI-1213,让天文学家十分感兴趣。TOI意即令人感兴趣的对象(objects of interest)。

因为它们的各项特征正是位于恒星和棕矮星之间的临界值:它们都是某颗恒星的伴星,即绕着一颗恒星有规律地旋转。它们绕行宿主星的周期为5~27天,半径是木星的0.81~1.66倍,质量是木星的77~98倍。

现在科学家主要是通过凌日观测法发现系外行星,偶尔也会发现一些棕矮星。凌日法意即通过星体从恒星的前面经过的时候对恒星亮度造成的变化,探测它们的存在。

主要研究者之一日内瓦大学天文系的格里夫斯(Nolan Grieves)说:“至今我们一共才准确地界定出30颗棕矮星。”相比之下,科学家已经确定了四五千颗系外行星。考虑到棕矮星的体积如此之大,只要它们存在,按理说通过凌日观测法,它们是很难被错过的天体,所以科学家估计,这说明棕矮星的数量可能非常少。

研究人员认为,这次发现的这五颗星体对研究棕矮星这类了解还不多的天体提供了宝贵的线索。

其中一条线索是,这类天体的体积和年龄之间的关系,可能可以作为界定棕矮星的特征之一。合作研究者布希(Fran ois Bouchy)说:“这类天体的氘原子库存燃烧殆尽后,温度将会下降,随之它们的体积也会缩小。这次发现的这五个天体之中,TOI 148和746的年龄最大,它们的半径较小,而另外两颗年轻一些的天体,它们的半径就比较大。”

格里夫斯在研究报告中总结说,虽然这些天体看起来这么像是棕矮星,其实它们也完全有可能是质量非常小的恒星。现在,天文学家对恒星和棕矮星之间还没有划出明确的界线。格里夫斯认为需要进一步研究了解这五个天体的更多细节。

如果棕矮星和恒星之间的确有明确的分水岭,也许秘密就在这五个天体之中。

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。
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