褐矮星不是行星,也不是恆星嗎,那它是什麼?

天文地理哈哈哈

普遍的說法是褐矮星被看做“失敗的恆星”,但它與類似於木星的氣態巨行星也是有區別的。

我們的宇宙中,最為常見的天體就是恆星與行星,那麼在恆星和行星之間存不存在另一種天體呢?1962年,NASA戈達德太空研究所(GISS)的科學家謝夫·庫馬爾就琢磨了這樣一個問題:一顆恆星到底可以小到什麼程度,通過計算他得出結論,當恆星質量小到一定程度時其內部便不足以啟動並維持氫的核聚變,這樣就無法成為一顆合格的恆星。計算表明,當恆星的質量達到13個木星的質量時,雖然不足以讓內部的氫產生聚變反應,但可以“點燃”氫的同位素——氘,但氘所釋放的能量很微弱,所以這類恆星燃燒的時間一般都很短,只能算是一顆“失敗的恆星”,這成了研究褐矮星的開端。

而劃分恆星、行星與褐矮星最重要的一個指標就是質量,因為天體的核聚變一定存在一個臨界質量,如果低於這個臨界值,那麼這個天體將永遠冷卻下去。根據目前恆星演化的研究,最小的恆星(紅矮星)與褐矮星的質量分界線在75個木星質量左右,大約是太陽質量的7-8%。但這個測量結果還未得到直接證實。

而天文學家根據最新研究成果,規定了行星質量的上限,在理論上,氣態巨行星(類木行星)的最大質量上限為10倍木星質量。

也就是說,在10倍木星質量到75倍木星質量之間的天體都暫時歸為褐矮星行列。

除了質量,在形成原理上,褐矮星與行星也是有區別的,褐矮星和普通的恆星的產生方式是基本一樣的,都是由星雲中的物質坍塌形成的,而氣態巨行星和類地行星則是星雲的塵埃和殘留物形成的。你可以這麼理解,恆星和褐矮星都是吃肉長大的,行星只是一點點殘羹剩飯。

從成分與結構上看,褐矮星和普通恆星一樣主要由氫和氦組成;而巨行星的大氣成分比較雜,雖然也是以氫,氦為主,但也含有大量的甲烷等氣體;而且巨行星一般都有個石質的內核,木星和土星都是有石質的內核的,而褐矮星是沒有這個的。

最後列舉幾個有點特點的天體吧,目前發現的最大氣態巨行星編號叫做HD106906b,其質量為木星的11倍。

質量最小的褐矮星編號為 WISE J085510.83-071442.5,它的質量大約為木星的3—10倍。同時,這顆褐矮星也是目前發現表面溫度最低的一顆褐矮星,其表面溫度約為-48~-13攝氏度,幾乎和北極的平均溫度差不多。

質量最大的褐矮星目前是SDSS J0104+1535,觀測表明,這顆褐矮星質量約為木星的90倍,是目前發現的褐矮星中質量最大的。同時也是已知褐矮星中星齡最大的,年齡超過了100億年。


清明的星空

答:褐矮星被戲稱為“失敗的恆星”,其無法達到使其內部發生核聚變的最小質量,但是其質量又遠遠大於我們的木星,不滿足成為行星的條件。


浩瀚無垠的宇宙何其大,總會有一些出人意料的天體,我們熟知的行星和恆星是依託於太陽系人為的定義出的一系列天體,宇宙中必然會有一些特殊的天體。

十幾年前我們甚至不確定是否有這樣一種天體,它只理論性的出現在書中。隨著天文觀測技術的發展,我們觀測到了這種介於巨行星和矮星之間的天體,由於這種天體不會發生核聚變,也就不會像恆星一樣發光發熱,其特殊的大氣分子又會本能的吸收向外輻射的能量,使本來很暗的褐矮星變得更加黯淡,更加難以被我們觀測到。

小行星、矮行星、行星、巨行星、褐矮星、矮星、恆星

褐矮星的形成可能跟恆星和行星的形成有著本質的區別,人類對其的研究可以加深對這個宇宙更深的認識。


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黑洞家的鏟屎官

褐矮星不是行星,也不是恆星嗎,那它是什麼?

褐矮星是一顆失敗的恆星,如果強行將其歸類,應該歸屬於氣態天體一類比較準確,或者用類木天體也可以。

褐矮星示意圖

與恆星生成的過程類似,褐矮星也一樣從星雲中生成,二代恆星和三代恆星的星核早期一般都是一顆岩石質天體,在其成長過程中引力能鎖住氫元素等氣體後即長成了氣態天體。褐矮星的成因或者由於原始恆星胚遭受其他天體的撞擊導致出走,又或者是因為在其生長過程的某個階段缺少了繼續成長的星雲氣體,又或者附近大型天體的搶奪導致其生長逐漸停止,最終只停留在氣態巨無霸卻離恆星一步之遙。

歐南天文臺發現的恆星原始星雲積盤

這是哈勃望遠鏡拍攝到的獵戶星雲中的原行星盤

但其質量不夠卻無法點燃氫元素聚變。但有些大於13個木星質量的褐矮星能燃燒氘,但其與氫元素的聚變比起來能量簡直就微乎其微,並且其持續時間不會超過1億年,因此褐矮星的能量來源仍然是它的引力坍縮能,在這些微薄的能量消耗殆盡後褐矮星將在宇宙的深處垂垂老去,最終將成為一個連紅外輻射都難以探測的黑暗天體,唯有其不太強大的引力表示其存在。

褐矮星WISE J085510.83-071442.5

2014年4月,美國宇航局藉助廣域紅外望遠鏡(WISE)和斯皮策空間望遠鏡,確定發現一顆已知溫度最低的褐矮星—一顆類似恆星的闇弱星體,但其溫度卻低的出人意料,幾乎和地球上的北極一樣寒冷。


星辰大海路上的種花家

褐矮星也稱作棕矮星,可以把它看做是不在編制內的恆星。

通常來說恆星根據體積可以分為:褐矮星,紅矮星,黃矮星和藍矮星,其中因為藍矮星是主序恆星中個頭最大的,也被稱作藍巨星。

褐矮星是最低級別的恆星,比如我們常說的半人馬座的南門二的伴星---比鄰星,就是一顆褐矮星。

褐矮星是怎麼形成的呢?

跟恆星的形成一樣。只是個頭小了點,最小的褐矮星只有13個木星質量。通常,超過18個木星質量時,其內部的壓力和溫度就可以使其發生有限的核聚變了,類似於核門檻國家研發出來的最初級的原子彈一樣,威力極其有限一樣,褐矮星由於壓力和溫度有限,它內部的這種核聚變無法持續。這就像在一堆有餘溫的灰燼上又放了一些柴火,過一會兒,柴火開始冒煙,同時可以感覺到了熱,但就是不會轟的一聲燃燒起來的狀態一樣。

而一旦徹底燃燒起來,褐矮星就正式晉升為了一顆正常恆星了。

紅矮星就像燒飯做菜的火,漫長,平靜而穩定。

黃矮星就是供暖鍋爐裡的火,高溫,劇烈但可控。

而藍矮星則就是熊熊的森林大火,猛烈,短暫且不可控。

褐矮星本身是具備一些恆星的特點的。只是,在形成的時候,周圍物質聚集在一起後才發現少了,就像請客吃飯的時候,點了一盆米飯,原本以為夠吃,但真吃起來發現不夠吃而飯店裡又沒米飯了一樣。其結果就是要麼湊合著吃個半飽,要麼等飯店裡再蒸一鍋。

對褐矮星來說情況也是一樣的,要麼就這樣時亮時不亮的持續下去,要麼在收集周圍零散物質的同時,期待同病相憐的夥伴能和自己融合而成為正式的恆星。


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