宇宙中最冷的恒星温度有多低?

未知 2020-07-29 08:54
宇宙中最冷的恒星温度有多低?



在这个宇宙中,体积巨大、温度极高、光芒耀眼的恒星数不胜数,它们都以无与伦比的规模震撼着我们。拥有着5500K的表面温度的太阳,在宇宙中一点也不突出,很多恒星温度都超过了10000℃。
 
你可能以为恒星都是如此酷热、耀眼,其实也不一定。宇宙中最冷的恒星,不仅没有几千几万摄氏度的高温,甚至还没有你的体温高。今天咱们就来看看这一颗神奇的天体——WD 0806-661 B。
 
 
WD 0806-661 B之所以如此“寒冷”,就在于它属于一个非常特殊的天体分类——褐矮星。自从1995年发现了褐矮星开始,科学家们就对这种天体非常好奇,探寻着它们的秘密。而持续不断的探索果然没有让我们失望,一个个新的发现,让我们见识到了宇宙的神奇。
 
关于褐矮星,我们已经不太陌生了。它们的质量上限在太阳质量的6%-8%之间,下限则在木星质量的75倍左右。它们的质量没有恒星那么大,所以无法在核心区域提供足够强大的压力的温度,不足以使氢自发地聚变为氦,也就无法被“点亮”。因此,即便是由氢组成,拥有着足够的燃料,却无法“点燃”,所以褐矮星又被称作“失败的恒星”。
 
那么,科学家为何要给褐矮星设定一个质量下限呢?为何木星算不上褐矮星呢?
 
 
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这是因为,虽然氢无法在褐矮星内部进行聚变,但还是有微弱的聚变反应在那里进行,那就是氢的同位素——氘,也就是由一个质子和两个中子组成的原子核加上一个电子构成的微粒。和氢相比,氘的聚变相对容易了一点点,所以在褐矮星的内部,还是会发生微弱的氘聚变反应的。只不过,这个聚变也有一定的质量要求,所以才有了褐矮星的理论下限。
 
但是,和氢相比,氘的含量毕竟是少数。所以,对于褐矮星来说,它们可以“燃烧”的时间并不多,一般一亿年的时间就会耗尽所有的原料,然后就熄灭了。因此,褐矮星未必会像气体行星一样在宇宙空间迅速冷却,而是携带着一定的温度。
 
而宾夕法尼亚州立大学的科学家们发现的WD 0806-661 B,正是一颗褐矮星。
 
从名字里的字母“B”就可以看出来,WD 0806-661 B还有一个特别之处,那就是它周围还有一颗更大的天体。实际上正是如此,它和WD 0806-661共同组成了一个双星系统,在距离我们63光年的位置上游荡。对于我们来说,这个距离已经算是相当近了,这也给科学家们提供了一次非常好的观测机会,让我们更加了解这种天体。
 
 
实际上,WD 0806-661也不是一颗普通的天体,而是一颗白矮星。它曾经也和我们的太阳一样发光发热,但是在耗尽能源后坍缩,形成了这种致密的天体。
 
据观测,两颗天体之间的距离达到了2500个天文单位,也就是大约3750亿公里。这样的距离,已经超出了行星形成的理论范围。我们知道,根据星云说的理论,在一片星云坍缩成为恒星之后,周围残余的尘埃或者气体还可以凝聚成为行星。因此,行星和宿主恒星之间的距离应该会更近一点。但WD 0806-661 B和它的同伴距离如此遥远,很可能二者是分别独立形成、最终在引力的作用下组成双星系统的。也因此,虽然WD 0806-661 B还没有达到褐矮星的下限,却不被认为是行星。
 
同时,这样的距离也同样为我们的观测提供了便利。由于距离足够远,所以WD 0806-661 B不会淹没在主星的光芒之中,更方便我们的观测。如果距离太近,我们或许就只能通过一些间接的方法获得更少的资料了。
 
 
那么,既然它们距离如此遥远,科学家是如何确定它们属于一个双星系统,而不是“各自为政”呢?
 
其实方法很简单,那就是通过长时间观测的对比。为此,这支研究团队在几年的时间里,对太阳系附近600多颗恒星的红外图像进行了搜索。然后他们将2009年拍摄到的最新图像和2004年的图像进行对比,发现这两颗天体拥有着几乎相同的运动方向。因此,他们基本确定,这两颗天体属于同一个系统。
 
“这个动画非常有趣,”他们表示,“它说明了我们的观测方法,这个方法和人类发现太阳系的冥王星很类似。”实际上,大约100年前,汤博正是利用这样的方法,在太阳系远处发现了一颗正在移动的小天体,最终确定为冥王星。
 
 
宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学副教授Kevin Luhman是这颗天体的主要发现者,他告诉记者:“这颗像行星一样的伴星是我们有史以来在太阳系以外直接拍摄到的最冷的天体。它的质量和我们发现的很多系外行星差不多,约为木星的六倍到九倍,但是在其他方面却更像是一颗恒星。所以,我们基本上可以说,这次发现的是一颗非常小的恒星,其大气温度和地球差不多。”
 
根据Luhman等人的观测,WD 0806-661 B的温度已经低到了惊人的地步,只有80到160华氏度之间(26.7-71.1摄氏度)。也就是说,这颗恒星甚至有可能还没有你温度高。
 
不得不承认,浩瀚的宇宙再一次震惊了我们,原来一颗恒星的温度也可以低到这个地步。但是,这也不意味着WD 0806-661 B的环境就非常温柔。
 
 
实际上,作为一颗褐矮星,WD 0806-661 B可以看作是一个加大版的木星。木星上的风暴、强大的磁场,很有可能在褐矮星上得到进一步的放大。因此,即使温度很合适,但WD 0806-661 B的环境依然非常恶劣。就算人类想要派出探测器去了解它,也要克服磁场和恐怖风暴的摧残。
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