銀河系發現最暗恒星亮度為太陽百萬分之一

“2M 0939”褐矮星的亮度僅為太陽的一百萬分之一

北京時間12月14日消息，據國外媒體報道，美國科學家日前稱，他們最近在銀河系中發現了兩顆迄今亮度最暗的恒星，亮度僅相當于太陽亮度的百萬分之一。

美國麻省理工大學的天文學家伯加瑟爾負責此項研究，據他介紹稱，“這兩兩顆恒星是我們所知道的所有恒星中光線最弱的兩顆。通過這種微弱的特征，我們希望能夠發現其他更多的褐矮星。因此從某種意義上講，這兩顆應該算是這些最‘常見’褐矮星中最早被發現的，而其他的褐矮星暫時還沒有被發現，僅僅是因為它們的光線實在是太弱了。這對褐矮星之所以被發現，也是因為它們突破了它們發光功率的上限，其亮度相當于太陽亮度的百萬分之一。”

天文學家們曾經認為，這對昏暗的“燈泡”僅僅是一顆單一的褐矮星。但是，在伯加瑟爾利用美國宇航局的“斯皮策”紅外線太空望遠鏡觀測到這種褐矮星后，科學家們終于首次實現了對褐矮星的微弱光線和低溫的精確測量。“斯皮策”太空望遠鏡的觀測數據表明，這一看起來像一顆單一褐矮星的物體，其實是一對“雙子星”。它們被命名為“2M 0939”。伯加瑟爾認為，研究這些星體可以幫助天文學家們弄清褐矮星的結構和進化過程。早期研究表明，若干個中等尺寸的褐矮星被行星形成前的圓盤所包圍，但天文學家使用地基望遠鏡很難研究這種盤狀物。同褐矮星發出的紅外輻射相比，這些圓盤顯得十分暗淡，而“斯皮策”紅外太空望遠鏡解決了上述問題。“斯皮策”望遠鏡對觀測長波紅外光十分靈敏。研究人員發現，對褐矮星周圍的圓盤僅曝光20秒，就發現了圓盤的蹤跡。

觀測數據顯示，該物體表面大氣層的溫度介于華氏560到680度之間。它比木星高出好幾百度，卻又比恒星冷得多。實際上，這兩顆褐矮星也是到目前為止所測量出來的溫度最冷的褐矮星。為了計算出該星的亮度，研究人員必須首先要確定其與地球的距離。經過三年的精確測量，科學家們終于測出了“2M 0939”的位置。它距離“唧筒座”大約17光年，是距離地球最近的五顆褐矮星之一。這一測量數據也可以作為其低溫和光線極其暗淡的解釋。但令人費解的是，根據其溫度推測，“2M 0939”的亮度卻又比一般褐矮星預想的亮度高出一倍。這又如何解釋呢？科學家們認為，該星肯定比其他褐矮星表面積也大一倍。換句話說，它是“雙子星”，每個星體負責一半的亮度，每個星體質量都是木星質量的30到40倍。它們的亮度僅是太陽亮度的百萬分之一。

褐矮星是介于最小恒星與最大行星之間的天體，由于這一原因褐矮星的亮度非常暗淡，要發現它們十分復雜，因此要確定它們的大小就更加復雜。但是最近天文學家成功地發現了組成雙星系統的兩顆褐矮星，在確定它們圍繞共同重心運行的參數之后，計算出這兩顆褐矮星的重量和大小。褐矮星被稱為“失敗的恒星”，它由于質量不足無法成為燃燒的恒星，但其質量仍遠大于太陽系最大的行星木星。天文學家在這些古怪的星球上發現了巨大的類似行星的風暴，這種風暴足以與木星上的大紅斑風暴媲美。由于褐矮星會隨時間的推移冷卻下來，該星球上氣態的鐵分子就會濃縮成液態的鐵云和鐵雨。隨著進一步的冷卻，巨大的風暴就會掃過這些云層，讓明亮的紅外線逃逸到宇宙中。

關于褐矮星形成的機制天文學家們眾說紛紜，比較常見的有拋射理論、前恒星核的光致侵蝕理論、不透明度制約的分裂理論、原恒星盤的不穩定性理論等。拋射理論認為，褐矮星是由于低質量的原恒星胚在還沒有達到產生氫核聚變所需的質量前，與其它天體發生了碰撞而被拋射出前恒星核所形成的，這一理論部分地得到了雙褐矮星系統的證實。前恒星核的光致侵蝕理論基于大質量恒星的輻射對前恒星核的光致侵蝕作用，能夠解釋處于電離氫區中的褐矮星的形成機制。褐矮星也可能由大質量的原恒星盤在其它恒星的引力作用下發生碎裂而產生。這些理論每個都只能解釋部分褐矮星的形成，研究褐矮星周圍的恒星盤可以有效地檢驗上述理論。