简介天文学家已经发现了一个距地球约450光年的非常奇怪的双星系统它的两个成分都不是恒星其中一颗是褐矮星被称为失败的恒星它由于质量不足无法成为燃烧的恒星但其质量仍远大于太阳系最大的行星木星另一颗是行星它们具有已知系统中最低的结合能只需很少的能量输入就可以将它们解开并甩开
天文学家发现了一个距离地球450光年左右的非常奇怪的双星系统它的两个组成部分都不是恒星相反其中一个是一颗褐矮星另一个似乎是一颗围绕着它运行的行星即使如此这颗褐矮星也是比较低端的东西如果它的质量再小一点它本身就是一颗行星
这个系统被称为CFHTWIROph98但我们姑且简称它为Oph98几年前它是在地面观测中被发现的使用加拿大法国夏威夷望远镜的红外WIRCAM相机因此它的第一部分是天体名称在银河系的一个恒星诞生的区域我们看到的是Ophiuchus星座因此是第二个名称部分它在2006年和2012年被观测到并被确认为褐矮星一种比行星更巨大但太轻的天体无法像恒星那样在其核心点燃持续的核聚变
天文学家在2013年用哈勃再次观测到它然后在2020年用英国红外望远镜再次观测到它在这三张望远镜图像中可以看到一个较暗的物体非常接近主星较亮的物体褐矮星他们马上怀疑这可能是一个伴星但如何确定呢
CFHT左哈勃中和UKIRT右观测到的极低质量天体Oph98AB中图所示很可能是一个褐矮星行星系统资料来源Fontanive等
一种方法是在数年内观察它们并跟踪它们在太空中的运动如果它们一起运动它们很可能是连在一起的但如果它们不连在一起那微弱的那个很可能是一个背景恒星或星系这就是为什么我提到了所有这些观测数据和它们的日期果然这两颗星一起在太空中移动并且看起来在物理上相互关联因此我们称主星Oph98为A副星Oph98为B说实话我认为B应该是b因为它是一颗行星但在这种情况下命名惯例并不明确因为主星是一颗褐矮星
但这很奇怪考虑到它们与地球的距离以及它们在天空中的明显距离它们肯定至少相距300亿公里这是一个很长的距离比海王星离太阳的距离远六倍以上
新的观测结果让天文学家得到了这两个天体的质量估计这也是它变得更加有趣的地方Oph98A的质量似乎是木星质量的15倍左右这是在褐矮星质量范围的最低端它很可能能够在核心中融合氘氢的同位素但不会持续太久在那之后它不会产生任何新的能量只是在接下来哦一万亿年左右的时间里冷却下来
Oph98B的质量约为8个木星所以它的质量在行星质量范围内是相当稳固的这些数字是根据天体的年龄得出的天文学家将其标为300万年非常年轻它们的年龄可能在100万至700万年之间在这种情况下它们的质量可能会更高或更低所以原生星有可能实际上是一颗行星而不是一颗褐矮星
一幅相当奇特的艺术作品展示了褐矮星Oph98A左上角被一个行星质量的伴星环绕它们之间相隔300亿公里彼此之间会呈现出点状资料来源ThibautRoger伯尔尼大学
不管是哪种方式这都是一个质量很低的系统即使加在一起它们的质量也远远小于质量最小的真星这就是为什么这一切会如此奇怪在至少300亿公里的距离上它们在引力作用下几乎无法相互依存它们拥有已知系统中最低的结合能量只需要很小的能量输入就可以解除它们的结合并将它们甩开
这也提出了它们是如何形成的问题褐矮星的形成方式与恒星类似由气体和尘埃组成的密集寒冷的云层会坍塌这就形成了一个漩涡状的圆盘物体在中心形成但行星是由圆盘形成的而不是由云层的直接坍塌形成的
褐矮星的圆盘不可能是这样的首先褐矮星的圆盘中没有足够的物质来制造一颗质量为木星8倍的行星另一个原因是圆盘太小无法在那么远的地方形成一颗行星有可能它们是在较近的地方形成的二级星被甩出也许是与一颗过往的恒星相遇但在它们存在的短暂时间内这似乎不太可能而且它们只是在引力的作用下勉强结合在一起而一次相遇不太可能给行星提供那么多能量这是个令人难以接受的巧合
因此看起来它们都是由直接的云层塌陷形成的这是个惊喜科学家们喜欢惊喜这意味着我们已经学到了一些东西而且还有更多的东西要学
目前已知的极低质量的双星系统屈指可数但这个系统的结合能是已知的最低的同样奇怪的是主星的质量大约是副星的两倍一般来说这两个天体往往有相似的质量这与形成机制有关它倾向于使质量均衡
所有这些都意味着对于像这样的系统还有很多东西需要了解它们真的很微弱这就是我们没有看到很多类似系统的原因这颗星体离我们如此之近而且如此年轻这有助于我们更好地了解这意味着这两个天体在形成过程中热力四射因此更加明亮
我们不知道它们到底是如何形成的但是我们对它们的未来有一个相当的了解它们作为一对很可能不会持续太久任何合理距离的恒星经过时都可能会把它们拉开它们将在剩下的时间里独自围绕银河系运行
这就是我们银河系中许多天体的命运包括太阳但这让我想知道在黑夜中到底有多少颗流氓行星我们基本上看不到的寒冷微弱的物体银河系中发生了很多事情而我们现在才开始看到有多少我们没有看到的东西
ByPhilPlait
FYCharon
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