给褐矮星称称重
褐矮星是一种介于最小恒星和最大行星之间的“流产”恒星。它一直被天文学家视为了解恒星和行星形成过程的重要环节。然而,棕矮星的问题是它们很难找到,直到最近。几乎所有精确估计它们大小的尝试都以失败告终。
但是现在天文学家们发现了一对年轻的棕矮星,它们相互绕着轨道运行。这一发现使科学家第一次有可能称出棕矮星的重量。测量它们的半径。
这项最新的研究很重要,因为它是第一次直接测量这些恒星的半径和质量。这种恒星不能像太阳这样经历核聚变反应。
这一发现主要是由威斯康星大学麦迪逊分校的马修、范德比尔特大学的凯凡·斯塔森和太空望远镜科学研究所的杰夫·瓦伦蒂做出的。该小组使用了大量的观测数据,最早的数据来自马修和史塔森12年前的观测。当时,他们使用基特峰天文台和美国海军天文台相对较小的望远镜。
未来12年。该小组又积累了1600次观测,其中大部分来自基特峰和泛美天文台,但最重要的观测是在智利双子座南方天文台进行的。
根据马修的说法,这个团队发现的褐矮星很年轻,只有一百万年的历史。它们位于猎户座星云,离地球只有1500光年。这是太空中丰富的恒星形成区。
“我们的目标是找到日蚀双星,”马修说。他们的观测计划是寻找这颗著名的、研究得很好的恒星“托儿所”,以及“我们正在寻找会闪烁的恒星,这是双星发生日食的标志。”
双星系统,也就是两颗互相环绕的恒星,对天文学家很有帮助。尤其是当它们的轨道与我们平行,并且一颗恒星可以覆盖另一颗恒星时。
"这种日蚀现象使得对恒星的物理性质进行重要测量成为可能。"史塔森说。他现在是范德比尔特大学的教授。但在收集观察数据时,他还是马修的研究生。
两个棕矮星的大小大致符合天文学家的预期。大的是木星的50倍,小的是木星的30倍。虽然它们的体积不小。它们分别是太阳半径的70%和50%,但这两个棕矮星的质量仅为太阳的5.5%和3.5%。
根据史塔森的说法,这样的测量为“翻译”其他棕矮星的物理性质提供了“罗塞塔石”,即使它们不在双星系统中。天文学家一直在推测棕矮星的物理性质,但是直到现在,还没有人能够完成一整套直接测量。
在大多数方面,新的观察结果与已经建立的棕矮星理论模型一致,但是令人惊讶的是,两个棕矮星中较小的一个比较重的一个更热。
“当我们观察恒星时,任何质量更大的恒星总是更热,”史塔森说。“有可能较小的褐矮星由于某些物理过程而改变了结构,这在任何现有的理论模型中都没有。还有。这可能是一个强磁场,但一切都只是猜测。”
斯塔森说,另一种解释是,棕矮星“不是生物双胞胎,而是两个分别收养的兄弟”。换句话说。它们并不像大多数双星系统一样出生在同一团气体和尘埃中,而是在不同的时间和地点形成,然后不知何故成为旋转的伴星。
理论是棕矮星一开始更像普通恒星,形成于星际尘埃和气体云中。然而,驱动普通恒星的核反应不能在它们内部点燃,因为这些恒星中心的压力和温度不能满足要求,根本原因是它们质量低。
“棕矮星的定义是,其质量如此之低,以至于中心温度永远不会高到足以点燃氢聚变。”马修解释道。然而,史塔森说,棕矮星确实会发光,因为强大的引力会导致恒星随时间收缩。
马修说,最新的研究可能有助于揭示恒星和行星的不同演化模式。像木星这样的行星是在围绕其主要恒星的气体盘中形成的,因此它们与恒星具有不同的性质。“有些人认为木星是一颗失败的恒星,但它很可能有一个铁芯,这些棕矮星的中心都是氢,”马修解释道。两种演化模式的比较使棕矮星和太阳系外行星联系在一起,形成了一对令人兴奋的组合你知道。新的发现不仅有助于天体物理学家修正棕矮星的理论模型,而且为这颗恒星流产的性质和最初目的提供了有价值的线索。