揭开“失败的恒星”褐矮星之谜：天文学家描述5个低质量褐矮星

 （图片来源：© 2021 Creatives Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0) - Thibaut Roger - UNIGE）

这幅插图内容是TESS卫星发现的五颗褐矮星。这些天体整在它们更大的主恒星周围的近轨道上运行，其距离至少是水星与太阳距离的3倍。

褐矮星是一种质量介于行星和恒星之间的天体。它们的质量极限仍然是一个有争议的话题。那么我们如何知道我们所看到的是褐矮星还是质量非常低的恒星呢？由日内瓦大学(UNIGE)和瑞士国家行星研究能力中心(NCCR)的科学家领导的一个国际团队与伯尔尼大学合作，已经确定了五颗质量介于恒星和褐矮星的天体，这可能有助于科学家了解这些神秘物体的性质。研究结果发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

褐矮星的质量太低，不能产生恒星那样的大量的光和热，褐矮星的光比来自恒星的光要弱得多。这就是为什么科学家经常称它们为“失败的恒星”。

“然而，我们仍然不知道棕矮星的质量极限是多少，以及如何将它们区别于可以燃烧氢气数十亿年的低质量恒星。褐矮星的生命周期短，死后就会变成冰封世界。”UNIGE科学学院天文系的研究员Nolan Grieves说道，他是这项研究的第一作者。他解释说:“这取决于褐矮星的化学成分，或者它形成方式，以及它的初始半径。”为了更好地了解这些神秘物体，我们需要详细研究这些例子。但事实证明，褐矮星相当罕见。“到目前为止，我们只准确地描述了大约30颗褐矮星，”这位来自日内瓦的研究人员说道。与天文学家所了解的成百上千颗行星相比，这个数量非常稀少。

今天，国际研究小组确定了最初被凌日系外行星调查卫星(TESS)识别为TESS感兴趣对象(TOI)的5个对象——TOI-148、TOI-587、TOI-681、TOI-746和TOI-1213。它们被称为“伴星”，因为它们围绕各自的主星运行。它们的周期为5到27天，半径是木星的0.81到1.66倍，质量却是木星的77到98倍。这使它们处于褐矮星和恒星的边缘。

科学家们发现这些天体是褐矮星的线索之一是它们的大小和年龄之间的关系，正如UNIGE的教授和NCCR PlanetS的成员François Bouchy所解释的：“褐矮星应该随着时间的推移而缩小，因为它们会燃烧它们的氘储备并冷却下来。在这里，我们发现两个最古老的天体，TOI 148和746，他们半径较小，而两个更为年轻的伴星则半径较大。"

然而，这些天体如此接近极限，很容易就会成为低质量的恒星，天文学家仍然不确定它们是否是褐矮星。“即使有了这些额外的天体，我们仍然缺乏数据，无法就褐矮星和低质量恒星之间的差异得出明确的结论。需要进一步的研究来发现更多。” Grieves总结道。

前瞻经济学人APP资讯组

来源：10.1051/0004-6361/202141145