@ 2017.06.19 , 19:44
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为什么说褐矮星不算恒星?

为什么说褐矮星不算恒星?
credit: 锐景创意

宇宙中不大不小的天体太多了,究竟怎样的天体才算恒星?这个简单问题却使科学家伤透了脑筋。在收集了十年数据后,天文学家Trent Dupuy终于得出了一个简单答案:质量。质量是恒星最重要的性质,没有之一。质量决定了恒星的生命进程。

作为地球子民,我们获益良多。太阳位于银河系宜居带,质量又刚好足以维持数十亿年的核聚变,使地球生命有条件进行演化。许多大质量恒星的核燃料烧得太快,因此英年早逝,并以超新星形式爆发。而质量较小的天体(如褐矮星)则不足以发展成一颗成熟的恒星。

褐矮星常被称为“夭折的恒星”,它们在宇宙中无处不在。五十年前,科学家第一次提出褐矮星的存在。这些神秘天体填补了恒星和行星之间的空隙。但由于过于暗淡,科学家很难进行研究。直到最近,天文学家才开始详细研究它们。

不是所有恒星胚子都能顺利演化为恒星,了解失败的发展历程和了解成功的发展历程一样重要。恒星之所以发光,是因为核反应不断将核心的氢转化为氦。核心温度越高,反应越剧烈,恒星表面就越耀眼。同理,较小质量的恒星之所以较暗,是因为核心温度较低,导致核反应较慢。

其实,褐矮星并不总呈褐色。它们在形成之初是红色的,而后才慢慢变暗。这是由于它们的质量太小,以至于中心温度不够高,不足以维持核反应。

上世纪六十年代,天文学家推测,核聚变肯定存在临界质量,低于临界值的天体将永远冷下去。曾有关于恒星演化的研究表明,红矮星(最小的恒星)和褐矮星的质量分界线约为75个木星质量(约为太阳质量的7-8%)。但迄今为止,这个测量结果从未得到直接证实。

过去十年来,Depuy与Michael Lui借助全世界最厉害的望远镜——凯克天文台、加法夏望远镜、哈勃望远镜,研究了31对双褐矮星,并分析了它们的图像。这是首个有关褐矮星质量的大样本研究。

他们表示,若想维持核聚变、演化为恒星,天体质量至少须达70个木星质量——略低于前人结论。此外,他们还确定了一个温度临界值:低于1600开氏度(约1315摄氏度或2400华氏度)的天体被归类为褐矮星。

此研究将帮助天文学家更好地理解恒星演化过程。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者Amy Thompson


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TOTAL COMMENTS: 17+1

  1. 火锅大将军
    @6 months ago
    3483295

    难道这篇文章没有评论?

  2. 燃烧蛋
    @6 months ago
    3483433

    一般叫褐矮星

    [28] XX [0] 回复 [0]
  3. 3483447

    确实是活动不久就死了呢,是夭折

  4. 郝尔沁
    @6 months ago
    3483448

    话说如果质量足够,但可能由于某些原因导致没有发生聚变。那么算恒星么?

  5. 3483489

    @郝尔沁:
    不可能的,质量够温度就够,元素组成全 可观测宇宙 也差不多

  6. 3483502

    氢弹在太空中爆炸,算不算最短命的恒星?

    [1] XX [12] 回复 [0]
  7. 张爱卷
    @6 months ago
    3483527

    是不是恒星还不都是你们说的?

  8. LoserAngel
    @6 months ago
    3483544

    感觉棕矮星反而更适合生命,太阳每十亿年亮度就增加1%,按照现在的情况再几十亿年就不适合生命了,而这种矮星可以很稳定的燃烧很久,宜居带虽然近一点,但是只要有行星在旁边就可以有很久的生命稳定和支持时间,自己不作死的话就可以稳稳的发展。

    感觉我们是开图的地方不太好呢,本身在一个宇宙尺度的空洞中,离周围的星系都比较远不说,旁边还是一个寿命不长不短的恒星,感觉开局中等偏下了

    [7] XX [11] 回复 [2]
  9. 3483555

    @郝尔沁: 质量够的话,万有引力应该就会搞定剩下的事情,让温度升高到聚变可以开始

  10. 3483593

    译者的翻译很多时候采用非标准译名,希望改进

  11. 3483633

    @LoserAngel: 几十亿年的时间足够了,要么智慧生命已经被其他灾难毁灭了,要么就进化出了星际殖民的能力。

  12. 3483669

    @LoserAngel: 棕矮星只能烧氘,一千万年就烧完了,之后温度就会一直下降。这样的恒星没什么用处。
    红矮星其实也不行。虽然它可以燃烧千亿年甚至更长,但它整个都是对流层,经常发生大爆发,远不如太阳那么稳定。
    所以说来说去,太阳还是最稳定,最适合生命的。太阳所处的位置也非常好。

    [13] XX [0] 回复 [1]
  13. Helloterran
    @6 months ago
    3483694

    @LoserAngel:

    棕矮星有自己的问题。首先耀斑比较猛烈,经常亮度瞬间增加3成,带电粒子把行星血洗一波。然后宜居带太小,行星经常就被潮汐锁定了,一边是烤炉一边是冰柜中间是万年不间断的风暴。至于什么能量集中在红外波段难以利用什么的都是小事儿了。

  14. 3483774

    记得有人说木星逼近行星与恒星的临界界限,再多一些质量差一点成为恒星。但这样看来,明显还差的很大吗

  15. 3484008

    @lc: 还差一大截。以木星的质量,什么也点不着。至少要有13个木星那么大的质量,才能引发氘聚变,这就是文中提到的棕矮星。如果有75个以上的木星质量,那么就可以引发氢核聚变(也就是氕,质子),变成正宗的恒星,这种恒星就是红矮星。质量继续加大,当达到2800个木星质量的时候,红矮星就升级为黄矮星,也就是我们的太阳所属的恒星类型。附带说一句,2800个木星质量大约相当于0.8个太阳质量。黄矮星(或者更学术一点,叫G型主序星),质量在太阳的0.8-1.2倍之间。

  16. 3484011

    @lc: 纠正一点:前面把木星质量算错了,应该是:“当达到840个木星质量的时候,就成为黄矮星,这相当于0.8个太阳质量。”另外,红矮星和黄矮星之间还有橙矮星,前面也遗漏了。

  17. 3484034

    @Helloterran: 说到潮汐锁定,让我想起阿西莫夫的一本科幻小说,故事就发生在一颗红矮星系统。它有一个巨大的行星,和红矮星潮汐锁定。然后阿西莫夫聪明地让故事发生在行星的卫星上。卫星和行星潮汐锁定,这样和红矮星就不锁定,从而解决了“一半冰封一半火焰”的问题。那本小说里甚至提到红矮星所爆发的强烈耀斑。科幻作家的科学素养有时确实令人惊叹。

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