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給褐矮星稱稱重
（2007年11月17日 13:20:56）
來源︰《飛碟探索》 2007年第10期
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□作者: 林 玲
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褐矮星是一種介于最小的恆星和最大的行星之間的“流產”恆星。它總是被天文學家們視為理解恆星和行星形成過程的重要一環。不過，褐矮星的麻煩在于它們很難被找到，而且直到不久以前。幾乎所有精確估測它們大小的嘗試都是以失敗而告終的。
不過現在，天文學家們已經找到了一對相互繞轉的年輕褐矮星。這項發現使得科學家們第一次有可能稱出褐矮星的重量。並且測出它們的半徑。
“褐矮星雙胞胎”的發現和對這種失敗恆星的重要測量被發表在2006年3月16日的《自然》雜志中，作者是一個天文學家小組。
這項最新研究是重要的，因為這是對這類恆星的半徑和質量進行的首次直接測量。這類恆星無法像普通的恆星，例如太陽這樣，發生核聚變反應。
這項發現主要是由威斯康星一麥迪遜大學的馬蒂厄、範德比爾特大學的凱伊萬•斯塔森以及太空望遠鏡科學研究所的杰夫•瓦倫蒂共同做出的。這個小組利用了一大堆的觀測數據，其中最早的一批來自于馬蒂厄和斯塔森12年前所做的觀測。當時他們使用的是基特峰天文台和美國海軍天文台的相對較小的望遠鏡。
在接下來的12年間。這個小組累積了另外1600次觀測數據，其中大部分來自于基特峰和泛美天文台，但最主要的觀測是在智利的雙子星南座天文台取得的。
按照馬蒂厄的說法，這個小組發現的褐矮星是年輕的，只有100萬年的歷史。它們位于距離地球只有1500光年的獵戶座大星雲之中，這是太空中一片富足的恆星形成區域。
“我們的目標是尋找食雙星，”馬蒂厄說，他們的觀測計劃是搜索這片著名的、被研究得非常透徹的恆星“育嬰室”，“我們在尋找會眨眼的恆星，這是食雙星系統的標志。”
雙星系統，即兩顆相互繞轉的恆星，對天文學家們是很有幫助的。特別是當它們的軌道側向我們，一顆恆星能夠遮掩另一顆恆星的時候。
“這種掩食現象使得對恆星物理性質的重要測量成為可能。”斯塔森說。他現在是範德比爾特大學的教授。但在收集那些觀測數據的時候，他還是馬蒂厄的一名研究生。
這兩顆褐矮星的大小與天文學家們的預期大致相符。其中較大的一顆約為木星大小的50倍，較小的一顆約是木星大小的30倍。盡管它們體形不小。分別是太陽半徑的70％和50％，但這兩顆褐矮星的質量卻只有我們太陽的5.5％和3.5％。
按照斯塔森的說法，這樣的測量為“翻譯”其他褐矮星的物理性質提供了一塊“羅塞塔石碑”，即使它們不處于雙星系統之中。天文學家們一直推測著褐矮星的物理性質，但是直到現在，才有人能夠完成一整套的直接測量。
在大多數方面，新的觀測數據都與已經建立的褐矮星理論模型相符，但是，令人吃驚的是，兩顆褐矮星中質量較小的那顆居然比較重的那顆更熱。
“當我們觀測恆星時，任何恆星質量較大的總是更熱，”斯塔森說，“可能的情況是，較小的那顆褐矮星因某些物理過程改變了自身的結構，而這種過程並不包括在任何現有的理論模型之中。也。許是一個強磁場，不過一切都只是推測而已。”
斯塔森說，另一種解釋是，這對褐矮星“不是親生的雙胞胎，而是被分別收養的兩兄弟”。換句話說。它們並不像大多數雙星系統一樣，是在同一片氣體和塵埃雲中誕生的，而是形成于不同的時間和地點，後來才不知何故，變成了相互旋轉的同伴。
理論認為，褐矮星開始時更像是普通的恆星，形成于星際塵埃氣體雲中。然而，驅動了普通恆星的核反應在它們內部無法被點燃，因為這些恆星中心的壓強和溫度都達不到要求，根本的原因是它們的質量太低。
“褐矮星的定義就是它們的質量太低，使得中心溫度永遠無法高到點燃氫核聚變的程度。”馬蒂厄解釋說。不過，褐矮星確實會發光，斯塔森說，因為強大的引力會使恆星隨著時間而收縮。
馬蒂厄說，最新的研究也許有助于揭開恆星和行星不同的演化方式。行星，比如木星，形成于環繞它們主星的一個氣體盤中，因此它們擁有與恆星不同的性質。“一些人將木星視為一顆失敗的恆星，但它極有可能擁有一個鐵核，而這些褐矮星的中心都是氫，”馬蒂厄解釋說，“這兩種演化方式的比較，使得褐矮星和日外行星聯系在一起，形成了一對令人興奮的組合。”要知道。新的發現不僅會幫助天體物理學家們修正褐矮星的理論模型，它們還會為這種恆星之所以流產的本質和原目提供非常珍貴的線索。
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文章作者:林 玲
責任編輯:skylook
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