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恒星般的褐矮星? 神奇般的存在

发布日期:2020-01-26 02:34    点击次数:128

原创作者:夜露

什么时候行星真的是行星?对于褐矮星,这条线可能会模糊。这些轻质物体开始它们的生命,就像我们的太阳这样的恒星一样,在星云中,大量的尘埃和气体在它们自身引力的重量下坍塌。但是褐矮星的质量永远无法启动将氢转化为氦的核聚变引擎。在恒星的核心,这样的引擎可以让它们炽热而明亮地燃烧数十亿年。

对于褐矮星SIMP0136,另一条界限现在已经模糊——恒星和气态巨行星之间的界限。在 5 月 9 日发表在《天体物理学杂志快报》上的一篇论文中,科学家们重新分析了旧数据并添加了一些新数据,以揭示这个被称为 SIMP0136 的物体比最初想象的要轻得多,这意味着它可能更接近于一种气体巨大的行星状物体独自漂浮在太空中。

拥有如此接近的气体巨星,没有母星的眩光,为科学家提供了诱人的前景。

然而,科学家们不能正式将缩小尺寸的 SIMP0136 称为行星。该标签暗示它绕某物运行或用于绕某物运行。天体物理学博士乔纳森·加涅 说,这对科学家来说是不可能知道的。华盛顿特区卡内基科学研究所的候选人,也是这篇新论文的主要作者。

SIMP0136 距离地球仅 18 光年,它已经引起了科学家的兴趣,因为它显示出奇怪的天气变化。麦克说,这些图案甚至让他想起了木星上的风暴。拥有如此接近的气态巨行星,没有母星的眩光,这为渴望探索近年来发现的数千颗巨大的气态系外行星大气的科学家提供了诱人的前景。他说,它可以“为我们提供大量有关巨行星的宝贵信息”。

宇宙事故

麦克在寻找其他类似行星的天体时,完全是偶然想到了 SIMP0136 的这一新观点,这些天体的大气层并没有被母星所掩盖。为了找到这些,他寻找遥远的红外光点。尽管褐矮星和稍小一点的类行星物体不会通过核聚变为自身提供能量,但它们仍会产生足够的热量以在红外光中发光。

麦克使用基于地面和空间的宇宙调查以及他创建的统计模型进行搜索。该模型计算了天空中任何给定的红外点可能是一个自由浮动的行星质量的可能性,使他能够将数百万个候选者缩小到数百个。他的模型挑选出的物体之一是 SIMP0136,自 2006 年发现以来,它一直被认为质量更大,更像恒星。

“我非常惊讶,然后我不相信。”

这个结果让加涅摸不着头脑。SIMP0136 是一颗广为人知的褐矮星,距离地球第三近,科学界对它进行了相对深入的研究。他的代码不能正常工作吗?为什么它将这颗估计是木星大小 20 到 80 倍的褐矮星标记为小得多的天体?不仅如此,该模型还将 SIMP0136 放置在一个名为和哥伦比亚星团的恒星系统中,这是一个拥有 2 亿年历史的星系团,产品展示由 20 颗左右的恒星同时形成。

“我非常惊讶,然后我不相信,”加涅说。“这颗经过充分研究的褐矮星尚未被发现是年轻的组的成员,这似乎令人惊讶。”

收集新数据

麦克然后着手证明他的代码是错误的。具体来说,他想知道 SIMP0136 离开地球的速度是否与和哥伦比亚星团的速度相匹配。如果 SIMP0136 以与和哥伦比亚星团中的恒星相同的速度离开地球,那么他可以确定它属于同一组,因此与它的恒星同伴年龄相同。

对于褐矮星,年龄和质量密不可分。在不知道褐矮星年龄的情况下,科学家无法限制该物体的质量。这是因为,与恒星不同,褐矮星一旦形成就会立即开始冷却。加涅说,在不知道年龄的情况下,科学家们无法确定这颗褐矮星是重量轻但太年轻而无法充分冷却,还是质量大但年龄太大以至于已经冷却了很长时间。

他和他的同事转向夏威夷的望远镜观察 SIMP0136。一旦他们确定了 SIMP0136 的速度,答案就很清楚了:这个物体确实是和哥伦比亚星团的一部分,这意味着它与和哥伦比亚星团的 2 亿年年龄相匹配。在弄清楚 SIMP0136 的年龄后,该团队意识到该天体的其他一切曾经被认为是一颗星状褐矮星,都需要重新评估。

麦克说,天文学家之前测量过 SIMP0136 的温度为 1100 开尔文(约 827°C),这使得该物体直接位于类行星和类星之间的线上。因此,研究人员假设该物体的质量也落在了这条线上。然而,基于 SIMP0136 的年龄和褐矮星动力学的新计算告诉团队,该物体的质量仅为木星的 13 倍左右,因此更有可能是一个大型、气体状的行星状物体。

大气观测

SIMP0136 因其怪异的天气已经很有趣,但这一新发现“暗示剧烈的天气变化可能是年轻的标志,”未参与该研究的特拉华大学天文学家约翰吉兹说。 . 他继续说,研究 SIMP1036 将使科学家能够开发出更好的大型气态巨行星大气模型。

麦克说,尽管开普勒望远镜已经发现了数千颗巨大的气体系外行星供科学家们凝视,但“如果你试图只看到这颗行星,你就会被它绕行的恒星完全蒙蔽”。然而,现在 SIMP0136 的接近度将使科学家能够在没有来自恒星的眩光的情况下看到气体、类行星物体的大气。

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