一顆與眾不同的褐矮星

2020-12-05 冬哥譜科

這顆褐矮星展示了它的極光。

什麼時候會有太小而不能成為恆星,又太大而不能成為行星的東西呢?

當它是一顆褐矮星時,也就是眾所周知的「失敗星」。

但是,如果你認為失敗的恆星這個綽號有點悲觀,你會很興奮地聽到天文學家發現了一顆特殊的褐矮星,它比我們想像中的褐矮星更像恆星。

人們認為它們的質量大約在13到80木星之間,它們既不能被定義為大質量行星,也不能被定義為小行星;它們是完全不同的星下奇觀,兼具兩者的特性。

它們是連接最大的行星和最微小的恆星的橋梁。

恆星之所以成為恆星,是因為它們的質量足夠大(因此引力也足夠強),可以在其緻密的核心中維持聚變。

例如,我們的太陽是一顆「黃矮星」,它的100億年壽命大約過半,每秒聚變6億噸的氫。

天文學家根據赫茨斯普林格-羅素圖上恆星的光度(亮度)和表面溫度對恆星進行分類。

從最亮和最熱(表面溫度約為30000開爾文)開始是「O」類恆星,然後是「B」、「A」、「F」、「G」、「K」到「M」。

褐矮星從「M6.5」級開始(也被稱為M晚期矮星,開爾文小於3000開爾文),然後一直持續到「L」、「T」和「Y」--Y是最酷的。

最冷的Y類矮星的溫度可以低至250開爾文(零下23攝氏度)。

褐矮星不被認為是恆星,因為它們太小了,不能在核心中聚變氫氣-它們的核心沒有維持氫聚變的引力,但根據它們的質量,它們確實有足夠的質量零星地聚變鋰和氘等元素。

我們的夥伴木星是一顆大質量的行星,它有一個厚厚的大氣層,有一個核心,在它的氣體大氣層中有分層的化學物質差異性。

但是,如果木星的質量是它的13倍,並被認為是一顆小褐矮星,它就會開始顯示出一些類似恆星的特性。

例如,褐矮星在它們的大氣中表現出對流。

就像水壺裡的開水一樣,這種物質在褐矮星核心附近被加熱,導致它上升。

當對流電流到達表面時,它們會發出紅外線輻射,冷卻並下沉到內部。

像木星這樣的行星沒有表現出這種行為;它們的大氣化學物質形成了不可能發生大規模對流的層。

但是,褐矮星不僅表現出恆星般的對流,它們還擁有令人印象深刻的磁場。

例如:根據2017年9月發表在《天體物理雜誌》上的一項研究,對一顆名為LSR J1835+3259的棕矮星進行了研究,發現它具有磁性活動。

事實上,它是如此活躍,以至於可以與我們太陽的磁力相媲美。

LSR J1835+3259距離我們約18.5光年,其質量估計是木星的55倍。

在觀測活動中,研究人員注意到褐矮星發出的紅外光的偏振。

這項技術可以揭示棕矮星表面附近的磁場狀況。

他們的發現令人驚訝:當物體旋轉時,一個強大的磁區映入眼帘,比我們在太陽上觀察到的與太陽黑子相關的磁場更強大。

太陽黑子是磁性活躍的區域,可以引發日冕物質拋射、太陽耀斑和產生強大的太陽風-所有這些都可以在地球上產生強大的地磁暴。

在接受「新科學家」採訪時,研究人員指出,LSRJ1835+3259非常年輕(大約2000萬年),強大的磁場可能會與天體的原行星盤(如果它有的話)相互作用。

但是,如果這個活躍的磁區是持久的,並且代表了它的全球磁場,那麼LSRJ1835+3259比我們認為的褐矮星更像「恆星」。

因此,與其稱棕矮星為「失敗的恆星」,或許我們應該稱它們為成就超群的行星或磁矮星。

1995年,褐矮星首次被發現。

作者:伊恩·奧尼爾(Ian O『Neill)

冬哥譜科編譯

相關焦點

  • 科學網—一顆褐矮星或現最大風暴
    (圖片提供:Jon Lomborg) 附近一顆褐矮星極端且不規律的亮度變化意味著這顆恆星的大氣正在遭受著風暴的蹂躪。 利用在對此類恆星進行的一次調查中用一部紅外照相機搜集的數據,天文學家發現,一顆褐矮星——名為2MASS 2139,距離地球約47光年——的亮度在不足8小時的時間裡竟改變了30%。
  • 86光年外,一顆褐矮星被科學家直接成像,它長什麼樣?
    如果質量比較小,那麼它就無法自發進行核聚變,只能做一顆行星。在恆星和行星之間,還有一種特殊的天體。它比行星大,比恆星小,這種天體被稱為褐矮星。褐矮星的內部不足以支持氫自發進行核聚變反應,但是它內部壓力和溫度又遠高於普通行星,能夠支持氫的同位素氘進行核聚變。不過,這樣的核聚變所產生的能量要小得多,而且燃料也少,一般只能燃燒一萬年。由於體積比普通恆星小,而且發出的光也非常微弱,所以科學家們觀測到的褐矮星數量非常有限,更不要提直接成像。不過,最近科學家還是成功給一顆褐矮星進行了直接成像。
  • 荷蘭天文學家首次用射電望遠鏡直接探測到一顆褐矮星
    荷蘭天文學家首次用射電望遠鏡直接探測到一顆褐矮星荷蘭該天體被稱為 "Elegast",它的發現開闢了一條利用射電望遠鏡發現 "褐矮星"系外行星的新途徑。褐矮星發出的無線電波攜帶著它們的磁場強度信息。
  • 低調神秘的褐矮星
    當世人的目光全被這些系外行星所吸引時,另一種更加違背常識的天體,出現在了太空望遠鏡的視野中,就在1995 年第一顆系外行星發現的數星期後,這顆星如其名的低調天體便出現了,它就是「褐矮星」。觀測發現,在一些存在褐矮星的星系中,褐矮星與太陽一樣位於星系的中心,周圍圍繞著數顆行星,比如科學家曾在飛魚座,發現了一顆距離太陽63 光年的褐矮星,這哥們就像一顆恆星一樣,位於所在星系的中央,但是它的大氣溫度只有30℃。沒有帶電的噴射物,也沒有沸騰的等離子體,取而代之的或許是清風和雲團,還有一顆距離太陽13 光年的位於麒麟座的褐矮星。
  • NASA首次測量了褐矮星上的風速
    官方命名為2MASS J10475385+2124234,新研究的目標是一顆褐矮星,從宇宙的角度來說,它距離地球32光年。研究人員探測到風以每小時1425英裡(每小時2293公裡)的速度在星球周圍移動。相比較而言,海王星的大氣層,太陽系中最快的風,風速超過每小時1200英裡(約每小時2000公裡)。
  • 褐矮星能阻止恆星演化?
    對於漫不經心的觀察者來說,這些系統看起來像一顆恆星,但實際上是由兩顆圍繞在一起的恆星組成的。對這些系統的研究為天文學家提供了一個直接測量這些系統的基本屬性(即質量和半徑)的機會。一組巴西科學家觀察到一個由白矮星和褐矮星伴星組成的雙星系統。圖片版權:FAPESP最近,一組巴西天文學家在銀河系中觀察到一種罕見的景象,一種由白矮星和一顆低質量的褐矮星組成的黃道雙星。
  • 科學家發現最「冷酷」褐矮星(圖)
    (圖片來自:網易探索)科技日報4月14日報導  美國《每日科學》4月10日說,一個由法國和加拿大天文學家組成的國際天文小組最近觀測到了最冷的褐矮星,這一發現為填補恆星與行星之間的空白邁出了新的一步。 這顆褐矮星被命名為CFBDS0059,它的溫度大約為350攝氏度,體積大約是木星的15倍—30倍,而木星是太陽系裡最大的行星。
  • 利用引力透鏡效應,發現褐矮星雙星!
    博科園:本文為天文學類褐矮星是質量小於太陽的恆星當一顆恆星發出的光經過一顆充當透鏡的褐矮星時,它就會被放大成一幅扭曲的圖像,就像透過酒杯柄看到的物體一樣,這樣就可以檢測和表徵透鏡中的物體。到目前為止,已經用引力透鏡探測到32顆棕矮星。其中五個是孤立的,但大多數是在雙星系統中,它們是微弱m矮星的伴星。它們為棕矮星形成提供了重要的約束條件。
  • 英天文學家發現太陽系外最寒冷褐矮星
    據美國《每日科學》報導,日前,英國赫特福德郡大學天文學家帶領的一支國際小組發現迄今最寒冷的褐矮星就潛伏在太陽系外部。 研究小組通過位於美國夏威夷的英國紅外望遠鏡(UKIRT)發現這顆褐矮星,令天文學家非常興奮的是這顆褐矮星奇特的色彩,它的顏色既不是純藍色,也不是純紅色。
  • 天文學家利用「微引力透鏡」效應發現褐矮星
    騰訊太空訊 據國外媒體報導,在一次史無前例的合作中,NASA的斯必澤(Spitzer)太空望遠鏡和雨燕(Swift)太空望遠鏡協力觀測到了一起微引力透鏡現象,也就是一顆遙遠的恆星受到其前方天體的引力場作用而發光的現象。微引力透鏡現象有助於發現圍繞恆星運轉的小質量天體,例如行星。在本次觀測中,科學家們發現了一顆褐矮星。
  • 偶然發現罕見食雙星褐矮星,而且褐矮星無法維持氫到氦的聚變過程
    文章來自:博科園官網天文學家偶然發現了一個罕見的食雙星褐矮星系統,其研究發現發表在《自然天文學》期刊上,是由一個國際研究小組領導的,其中包括伯明罕大學的科學家,他們正在進行Speculoos(尋找超冷恆星周圍的宜居行星)項目。
  • 沒錯,這些都是不發光褐矮星
    在行星與恆星之間,存在著一種特殊的天體,那就是「褐矮星」。褐矮星被認為是一種失敗的恆星。由於褐矮星的構成類似於太陽,是一顆氣態天體,但質量不夠大,中心溫度不夠高,不足以產生核聚變反應,於是被認為是演化恆星過程中失敗的宇宙「棄兒」。
  • 一次「巧合」,科學家發現第三例罕見褐矮星系統
    第一顆褐矮星於1995年被發現。此後,科學家使用光學和紅外望遠鏡發現了幾千顆褐矮星。有一些天體被稱為紅矮星、白矮星、巨星、亞巨星等,但它們都是恆星在不同演化階段的名稱。而褐矮星屬於「亞恆星」天體,與以上幾類恆星都不同。 此次發現的褐矮星食雙星系統更為罕見,這是人類歷史上第三次發現這種系統。
  • 在民間科學家的幫助下,天文學家發現了兩顆奇異的褐矮星
    這兩個物體是迄今為止在銀河系最古老的恆星群中所看到的最像行星的褐矮星。天文學家希望利用這些棕矮星來更多地了解太陽系外的系外行星。同樣的物理過程可能同時形成行星和褐矮星。這兩顆特殊的褐矮星具有極不尋常的成分。當以特定波長的紅外光觀察時,它們看起來像其他褐矮星,但在其他方面,它們不像迄今為止觀察到的任何其他恆星或行星。
  • 天文學家探測到6.5光年外褐矮星的動蕩雲帶
    距離地球6.5光年外,有一顆船帆座的褐矮星形如黃蜂屁股。在對它開展了進一步的觀測後,發現有帶狀的雲層包圍住整個球體,與木星的情況極為相似。它們的形成機制和恆星一樣,都是由宇宙氣體雲中的高密度物質坍縮引起的,但與恆星不同的是,褐矮星的質量不足以引起核內的氫聚變。其中也有一些褐矮星可以發生氘聚變,但與「真正」的恆星相比,它們的燃料很快就會耗盡。通常,褐矮星會像白矮星那樣經歷一個冷卻和收縮的過程。
  • 天文學家探測到6.5光年外褐矮星的動蕩雲帶
    距離地球6.5光年外,有一顆船帆座的褐矮星形如黃蜂屁股。在對它開展了進一步的觀測後,發現有帶狀的雲層包圍住整個球體,與木星的情況極為相似。藝術加工後的褐矮星(圖源:美國宇航局)這不是第一次在褐矮星上探測到雲帶了,但卻是天文學家第一次採用偏振測定法觀測到這一現象,即通過對物體發射的光源旋轉或極化程度進行測量判斷。
  • 「失敗」的恆星褐矮星:和恆星的性質完全一樣,只是不會「燃燒」
    「失敗」的恆星褐矮星:和恆星的性質完全一樣,只是不會「燃燒」我們知道宇宙當中的星球主要分為兩種,一種是恆星,而另外一種是行星。至於恆星和行星的區別,那就是恆星能夠發光放熱,向外釋放能量,但是行星卻不行。
  • 褐矮星是恆星或者行星?還是兩者都不是?
    一項最新研究表明,最近探測到的兩顆褐矮星的質量超過了已知的分類質量極限,這使得科研人員重新猜測了它們目前的理論模型。他們的發現使目前關於恆星和褐矮星之間質量、光度和溫度差異的爭論更加複雜化。
  • 帶你快速了解黑矮星,棕矮星,褐矮星
    黑矮星黑矮星是假想中的恆星殘骸,是當一顆白矮星的溫度低到不再能發出可以被偵測到的光或熱的狀態。由於一顆白矮星要達到此種狀態所需要的時間遠高過當前137億年的宇宙年齡,因此在現今的宇宙中不可能存在著黑矮星,而溫度最低的白矮星將會是宇宙年齡的一個觀測極限。
  • 100光年外的流浪星球或是褐矮星
    據國外媒體報導,天文學家們近日對一顆遊蕩在太空之中的神秘天體感到非常困惑。這個孤獨的流浪天體編號CFBDSIR J214947.2-040308.9,它最早是在2012年被發現的,最初它被歸類為一顆流浪行星,這種行星並不像通常意義上的行星那樣是圍繞一顆恆星運行的,而是圍繞星系的中心運行。然而,最新的研究認為,這顆天體可能並非一顆行星,並且它也比我們此前設想的更加「孤僻」。