為什麼說褐矮星不算恆星？

credit: 銳景創意

宇宙中不大不小的天體太多了，究竟怎樣的天體才算恆星？這個簡單問題卻使科學家傷透了腦筋。在收集了十年數據後，天文學家Trent Dupuy終於得出了一個簡單答案：質量。質量是恆星最重要的性質，沒有之一。質量決定了恆星的生命進程。

作為地球子民，我們獲益良多。太陽位於銀河系宜居帶，質量又剛好足以維持數十億年的核聚變，使地球生命有條件進行演化。許多大質量恆星的核燃料燒得太快，因此英年早逝，並以超新星形式爆發。而質量較小的天體(如褐矮星)則不足以發展成一顆成熟的恆星。

褐矮星常被稱為「夭折的恆星」，它們在宇宙中無處不在。五十年前，科學家第一次提出褐矮星的存在。這些神秘天體填補了恆星和行星之間的空隙。但由於過於暗淡，科學家很難進行研究。直到最近，天文學家才開始詳細研究它們。

不是所有恆星胚子都能順利演化為恆星，了解失敗的發展歷程和了解成功的發展歷程一樣重要。恆星之所以發光，是因為核反應不斷將核心的氫轉化為氦。核心溫度越高，反應越劇烈，恆星表面就越耀眼。同理，較小質量的恆星之所以較暗，是因為核心溫度較低，導致核反應較慢。

其實，褐矮星並不總呈褐色。它們在形成之初是紅色的，而後才慢慢變暗。這是由於它們的質量太小，以至於中心溫度不夠高，不足以維持核反應。

上世紀六十年代，天文學家推測，核聚變肯定存在臨界質量，低於臨界值的天體將永遠冷下去。曾有關於恆星演化的研究表明，紅矮星(最小的恆星)和褐矮星的質量分界線約為75個木星質量(約為太陽質量的7-8%)。但迄今為止，這個測量結果從未得到直接證實。

過去十年來，Depuy與Michael Lui藉助全世界最厲害的望遠鏡——凱克天文台、加法夏望遠鏡、哈勃望遠鏡，研究了31對雙褐矮星，並分析了它們的圖像。這是首個有關褐矮星質量的大樣本研究。

他們表示，若想維持核聚變、演化為恆星，天體質量至少須達70個木星質量——略低於前人結論。此外，他們還確定了一個溫度臨界值：低於1600開氏度(約1315攝氏度或2400華氏度)的天體被歸類為褐矮星。

此研究將幫助天文學家更好地理解恆星演化過程。

本文譯自 sciencealert，由譯者 蛋花 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
原作者Amy Thompson

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