哈勃揭秘：棕矮星孤獨漂泊，星系關(guān)系告急

哈勃空間望遠鏡發(fā)現(xiàn)“失敗的星星”星系關(guān)系很失敗-“在他們短暫的生命周期中，大多數(shù)棕矮星保持長時間的獨立存在”

一個插圖顯示了兩個棕矮星失敗的恒星，因為他們的星系方式（圖片來源：Robert Lea）

你必須感受到棕矮人。它們不僅無法像正常恒星一樣點燃，這給它們帶來了一個不幸的綽號——失敗的恒星——而且哈勃太空望遠鏡的新發(fā)現(xiàn)表明，它們甚至無法保持關(guān)系。褐矮星是由巨大的氣體和塵埃云（稱為分子云）組成的天體，它們發(fā)展出過度密集的碎片，然后坍塌。

然而，與普通的老恒星不同的是，褐矮星無法從云的殘骸中收集足夠的物質(zhì)，以增加足夠的質(zhì)量并啟動其核心中的氫到氦的融合。褐矮星確實會融合一些元素，但氫與氦的融合尤其是定義“主序星”的恒星確難以達到-因此有“失敗的恒星”的綽號。像許多恒星一樣，褐矮星被認為通常是雙星。然而，在這方面的文獻中有一個重大的空白。雖然宇宙中大約75%的大質(zhì)量恒星都有伴星，大約50%的太陽大小的恒星都是這樣的雙星配置，但探測到的棕矮星雙星的數(shù)量幾乎為零。為什么會這樣？哈勃望遠鏡的觀測結(jié)果可能有答案。褐矮星年齡越大，它就越不可能有伴星。這意味褐矮星的重。

“經(jīng)我們的調(diào)查證實，在質(zhì)量最低和溫度最低的孤立棕矮星中，廣泛分離的伴星是極其罕見的，盡管雙棕矮星是在較年輕的時候觀察到的。研究主要作者、Trottier系外行星研究所的科學(xué)家Clemence Fontanive在一份聲明中說?！斑@表明這樣的系統(tǒng)不會隨著時間的推移而生存。當他們年輕時，他們是分子云的一部分，然后，隨著他們的年齡，云分散。當這種情況發(fā)生時，物體開始四處移動，星星彼此擦肩而過?！耙驗楹职鞘侨绱酥p，”豐塔尼夫補充說，“束縛寬的雙星對的引力非常弱選擇所有智能查找新C隨著年齡的增長哈勃望遠鏡允許天文學(xué)家檢測到雙星，其成分彼此相距近2.98億英里（4.8億公里）。

這相當于地球和太陽之間距離的三倍左右，這在宇宙中相當小。該團隊首先選擇了一個褐矮星樣本，該樣本之前被宇航局的廣域紅外巡天探測器（WISE）發(fā)現(xiàn)。然后，研究人員縮小了這個樣本的范圍，直到他們獲得了太陽系附近一些最冷和質(zhì)量最低的失敗恒星。因為褐矮星無法維持核心的核聚變，所以它們的低溫相當于比木星高幾百度，木星的溫度約為零下166華氏度（零下110攝氏度）。如此涼爽的溫度確保了它們可以存活相當長的時間。為了尋找最冷的褐矮星同伴，研究小組依靠的是這些寒冷的失敗恒星的大氣，并且可能有冷凝水。

在他們的大氣中。Fontanive和同事使用兩種不同的近紅外濾光片來研究這種水分含量。一個濾光片顯示冷褐矮星明亮，而另一個濾光片覆蓋了特定的波長，使失敗的恒星由于大氣中的水分吸收而顯得非常微弱。褐矮星的極光圖，與其他一些太空物體的尺寸相比。

Fontanive和同事實際上在幾年前用哈勃望遠鏡進行了類似的研究，專注于極年輕的棕矮星。其中一些嬰兒失敗的恒星有雙星伴星，這證實了棕矮星可能存在于雙星中，并且出生恒星可以產(chǎn)生低質(zhì)量雙星的機制-即使這些情況非常罕見。

科學(xué)家推測，缺乏觀測到的雙星棕矮星表明，它們在長時間內(nèi)努力保持引力結(jié)束。哈勃望遠鏡的新發(fā)現(xiàn)進一步支持了這一概念。“大多數(shù)恒星都有朋友-無論是雙星伴星還是系外行星，”愛丁堡大學(xué)的研究小組成員、科學(xué)家貝絲·比勒在聲明中說?！斑@項調(diào)查確實表明，棕矮星的情況并非如此。在它們生命早期的短暫時期之后，大多數(shù)棕矮星在它們漫長的生存期中仍然保持單身。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發(fā)現(xiàn)神秘的極光暗示“失敗的恒星”-一個破紀錄的“失敗的恒星”不應(yīng)該存在（視頻）-志愿者在我們的太陽附近發(fā)現(xiàn)了近100個冷棕矮星Fontanive補充說，這項研究的動機是確定恒星物體的質(zhì)量必須低到多低才能維持多星系的趨勢。星系統(tǒng)。

“我們的哈勃調(diào)查提供了直接證據(jù)，表明我們年輕時觀察到的這些雙星不太可能存活到老年，它們可能會被破壞，”他說。他總結(jié)道。“這是迄今為止最好的觀測證據(jù)，證明褐矮星對隨著時間的推移而分散。如果沒有哈勃的敏銳視覺和靈敏度，我們不可能進行這種調(diào)查并確認早期的模型。該團隊的研究發(fā)表在皇家天文學(xué)會的每月通知期刊上。

By：Robert Lea

FY: 何丹懷

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