揭开褐矮星的神秘面纱

像木星和其他巨大的气体行星一样,恒星主要由氢和氦构成 。但与气体行星不同的是,恒星质量巨大,引力如此强大,以至于氢原子融合产生氦气,释放出大量的能量和光 。

揭开褐矮星的神秘面纱

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'失败的明星'
另一方面,褐矮星的质量不足以融合氢,因此不能产生恒星那样大量的光和热 。相反,它们融合了相对较小的较重原子版本的氢:氘 。这个过程效率较低,褐矮星发出的光比恒星发出的光弱得多 。这就是为什么科学家们经常将它们称为“失败的恒星” 。
“然而,我们仍然不知道棕矮星的质量极限在哪里,这些极限使它们能够与可以燃烧氢数十亿年的低质量恒星区分开来,而棕矮星的燃烧阶段很短然后是更冷的生活,”UNIGE 科学学院天文学系研究员、NCCR PlanetS 成员和该研究的第一作者 Nolan Grieves 指出 。“例如,这些限制取决于棕矮星的化学成分,或它的形成方式,以及它的初始半径,”他解释说 。为了更好地了解这些神秘物体是什么,我们需要详细研究示例 。但事实证明,它们相当罕见 。“到目前为止,我们只准确描述了大约 30 颗褐矮星,” 这位日内瓦研究人员说 。与天文学家详细了解的数百颗行星相比,这实在是屈指可数 。如果考虑到它们较大的尺寸使得褐矮星比行星更容易被探测到,那就更是如此 。
新的拼图
【揭开褐矮星的神秘面纱】今天,国际团队将最初被凌日系外行星测量卫星 (TESS) 确定为 TESS 感兴趣对象 (TOI) 的五个伴星——TOI-148、TOI-587、TOI-681、TOI-746 和 TOI-1213 . 它们被称为“伴星”,因为它们围绕各自的宿主恒星运行 。它们的周期为 5 到 27 天,半径是木星的 0.81 到 1.66 倍,质量是木星的 77 到 98 倍 。这使它们处于棕矮星和恒星之间的边界 。
因此,这五个新对象包含有价值的信息 。“每一项新发现都揭示了有关褐矮星性质的更多线索,让我们更好地了解它们是如何形成的以及它们为何如此稀有,”UNIGE 天文学系研究员、该研究所成员莫妮卡·伦德尔 (Monika Lendl) 说 。NCCR 行星 。
科学家们发现的表明这些天体是褐矮星的线索之一是它们的大小和年龄之间的关系,正如 UNIGE 教授、NCCR 行星成员弗朗索瓦·布希 (François Bouchy) 所解释的那样:“褐矮星应该随着时间的推移而缩小燃烧掉它们的氘储备并冷却 。在这里,我们发现两个最古老的天体,TOI 148 和 746,半径较小,而两个较年轻的伴星半径较大 。”
然而,这些天体是如此接近极限,以至于它们很容易成为质量非常低的恒星,而天文学家仍然不确定它们是否是棕矮星 。“即使有这些额外的天体,我们仍然缺乏对棕矮星和低质量恒星之间的差异得出明确结论的数字 。需要进一步研究以了解更多信息,”格里夫斯总结道 。