迄今已知最小的恆星，竟與土星差不多大

英國劍橋大學（University of Cambridge）天文學家 Alexander von Boetticher 等人分析發現，EBLM J0555-57Ab 這顆恆星的質量只有 0.081 倍太陽質量（相當於 85 倍木星質量），半徑約為太陽的 0.084 倍（相當於 0.84 倍木星半徑），這樣的大小隻比太陽系第二大的行星──土星大一些而已！這項發現使得 EBLM J0555-57Ab 成為迄今已知最小的恆星，也顯示了恆星能到多小的程度。如果有人類可以待在這顆恆星的表面，他將感受到比地球表面高 300 倍的重力強度，意即：一個體重 50 公斤重的人，在 EBLM J0555-57Ab 的表面將達 15,000 公斤（約 15 噸重）！

這顆恆星應該是恆星能達到的最小尺寸，因為若再小一點，質量不夠大，恆星的核心壓力過低，將無法點燃核心氫融合成氦的核融合反應，不能成為正式恆星，而是形成所謂的棕矮星（brown dwarf）。氫核融合反應是太陽等恆星的光與熱能量來源，若能將太陽能有效轉換成地球可用的能源，只需要一點點太陽能，就可讓地球的能源問題解決。

除了尺寸小得驚人之外，像 EBLM J0555-57Ab 這樣又小又暗的恆星，也是偵測地球級且有表面液態水的系外行星最佳場所，因為這類所謂的極低溫矮星（ultracool dwarf），例如 TRAPPIST-1，就已經在其周圍偵測到 7 顆地球級系外行星。但是由於這顆恆星可能比許多已知的氣體巨行星還小而冷，所以它雖然有恆星特徵，但因為太暗、質量又很低，所以比許多大一點的氣體巨行星還難以測得其大小。

EBLM J0555-57Ab 距離地球約 600 光年，位在一個雙星系統內，由 WASP 系外行星搜索計劃首先發現，兩顆子星的互繞周期約 7.8 天，質量比約為 0.07，顯示 EBLM J0555-57Ab 和主星 EBLM J0555-5 相差頗大，主星 EBLM J0555-5 是顆與太陽差不多的恆星（即所謂的類太陽恆星），伴星 EBLM J0555-57Ab 卻是土星等級的恆星。

WASP 計劃由英國的基爾大學（University of Keele）、華威大學（University of Warwick）、萊斯特大學（University of Leicester）和聖安德魯斯大學（University of St Andrews）合作執行。這個搜索計劃是透過所謂的「凌日法」（transit）來偵測系外行星的存在，即行星繞恆星公轉過程中，因其軌道面幾乎側向地球，使它周期性通過恆星前方，讓恆星周期性發生亮度減低的現象。但這種搜索結果總有意外的發現，不見得搜索到的都是系外行星，有時發現的會是恆星或棕矮星；像 EBLM J0555-57Ab 所在雙星系統有互相掩食的現象，則被歸類為所謂的「食雙星」（eclipsing binary）。

食雙星或凌日行星系統在天文上有非常重要的地位，因為掩食或凌日的周期長短、亮度變化幅度與模式等，可以推算出較小的伴星或行星的質量和大小。確認 EBLM J0555-57Ab 的存在後，von Boetticher 等人又再利用 CORALIE 光譜儀和其他設備的觀測資料，經由都卜勒擺動法得出的徑向速度來估算出它的質量。

好不容易精確計算 EBLM J0555-57Ab 的質量和半徑，結果發現它與現行估計的 TRAPPIST-1 質量差不多，可是半徑比 TRAPPIST-1 還小了近 30%，因此坐穩了迄今已知最小恆星的位置，也讓它成為已知的非恆星殘骸類天體中密度最大的天體之一。而所有測量結果都與現行的低質量恆星理論模型預測結果吻合，顯示現行理論正確度應該頗高（註：恆星殘骸指白矮星、中子星與黑洞）。

這類低質量恆星雖是宇宙中數量最多的恆星，但時至今日，天文學家對質量和半徑比太陽小 20% 以上的恆星仍不甚了解，EBLM 計劃的推展，就是瞄準這類恆星，改善這塊空白區。

（本文由 台北天文館授權轉載；首圖左至右分別為木星、土星、EBLM J0555-57Ab 和 TRAPPIST-1；前兩者為行星，後兩者為恆星；來源：University of Cambridge）

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