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天文学家探测到6.5光年外褐矮星的动荡云带

 天文在线 2023-04-08 发布于云南

距离地球6.5光年外,有一颗船帆座的褐矮星形如黄蜂屁股。在对它开展了进一步的观测后,发现有带状的云层包围住整个球体,与木星的情况极为相似。

             

艺术加工后的褐矮星(图源:美国宇航局)

这不是第一次在褐矮星上探测到云带了,但却是天文学家第一次采用偏振测定法观测到这一现象,即通过对物体发射的光源旋转或极化程度进行测量判断。

虽然偏振测量不是新技术,但仪器和分析技术的进步赋予了它新的使命来帮助我们认识宇宙。

             

“偏振测量正在天文学领域重获重视”,任命于加州理工大学喷气推进实验室的天文学家迪米特里·马威特(Dimitri Mawet)解释道, “它是一门极难掌握的技术,但科技发展和数据分析方法使得它的准确度和灵敏度远高于过去,让一切有关天体的开创性研究成为可能。借助偏振测量技术,我们可以一路从遥远宇宙中的特大质量黑洞、新生中子星、陨星、褐矮星、外星行星研究到太阳系中的天体。”

从天文术语的角度而言,6.5光年的距离着实算不上遥远,但对于又小又昏暗的褐矮星而言,要想从这个距离之外抓拍到细节却不是那么容易。

             

褐矮星是介于行星和恒星之间的一种过渡,通常被称为“失败的恒星”。它们的形成机制和恒星一样,都是由宇宙气体云中的高密度物质坍缩引起的,但与恒星不同的是,褐矮星的质量不足以引起核内的氢聚变。

其中也有一些褐矮星可以发生氘聚变,但与“真正”的恒星相比,它们的燃料很快就会耗尽。通常,褐矮星会像白矮星那样经历一个冷却和收缩的过程。

无论我们如何看待它们,褐矮星始终是一种奇怪的存在,它们的归类也绝无仅有,既不能归到行星体系,也不能归入行星行列。对于褐矮星的研究有助于我们提升对于恒星、行星,当然也包括褐矮星本身的认知。

             

一般认为褐矮星只有在过了青年阶段的爆发期进入冷却期才会产生诸如云层之类的大气现象。

  正是在这个阶段,科学家们才在2013年发现了一颗褐矮星的存在。事实上发现的是两颗褐矮星,它们组成的双星系统被命名为卢曼16AB(Luhman 16AB)。由于它们是距离地球最近的褐矮星,因而成为了绝佳的细节研究对象。

  在早前的一项研究中,科学家曾利用亮度监测手段来推测褐矮星上的大气变化情况,并成功探测到了双星系统其中之一和其他三颗褐矮星的“云层”现象。但如果云带不会造成天体亮度方面的变化,又该如何证实呢?

             

  于是来自加州理工的天文学家麦克斯韦·米勒-布兰切(Maxwell Millar-Blanchaer)和同事们决定利用欧洲南方天文台布在智利的甚大望远镜(VLT),看看能否用偏振测量理清楚其中一颗褐矮星——卢曼A(Luhman A)上的细节。

“偏振测量是目前唯一可以测量亮度不随时间产生波动的云带的技术。”米勒-布兰切说道,“这是寻找褐矮星卢曼16A云带的关键,它们看上去并不会产生变化。”

这种测量技术无法直接看到真实的云带状况。尽管亲眼所见会很震撼,但就目前的技术发展而言有点超出能力范围了。

             

团队首先采用偏振技术对这颗褐矮星进行测量,再用了复杂的模型技术复制还原出观测到的细节。高度匹配结果显示出两条浓密的静止云带,一如木星上所观测到的那样。

正如木星,这些云带也将会是导致褐矮星气象动荡的混乱制造机。

“我们认为这些风暴可能会下一些诸如硅酸盐或是氨气之类的东西。这可以说是非常可怕的天气了。”太空望远镜研究所的天文学家朱利安·吉拉德(Julien Girard)解释说。

本次研究也发现了除卢曼A以外的一些东西。随着测量仪器精度的提升,也许有一天我们可以用偏振测量来探究外星行星的大气状况,不单只是研究气候,而是判断它们是否适合生命生存。

             

当然,极有可能的情况是我们在褐矮星上一无所获。

本篇研究发表于《天体物理学》杂志。

FY:王皮鞋

作者:MICHELLE STARR

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选文:天文志愿文章组-

翻译:天文志愿文章组-王皮鞋

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-

排版:天文志愿文章组-零度星系

美观:天文志愿文章组-

参考资料(备份)

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自:https://www./astronomers-have-detected-bands-of-clouds-on-a-brown-dwarf-6-5-light-years-away必须保留原文链接!!,请自行插入原文链接

本文由天文志愿文章组-王皮鞋翻译自MICHELLE STARR的作品,如有相关内容侵权,请于三十日以内联系运营者删除。

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