科学家们发现了已知最冷的星状天体类型,有时它们可能比人体还冷。
天文学家们一直未能成功追踪到这些被称为 Y 型矮星的黑暗实体,它们的理论存在已超过十年。依靠可见光几乎不可能看到它们,但是借助 NASA 的 WISE 空间望远镜 的红外视觉,研究人员最终探测到了六颗 Y 型矮星的微弱光芒,它们相对靠近我们的太阳,距离约为 40 光年。
Y 型矮星是 被称为棕矮星的星状天体中最冷的成员,棕矮星是奇异的天体,有时被称为“失败的恒星”。
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棕矮星太小,无法迫使原子融合在一起并释放核能,因此它们只有诞生时携带的少量热量。这种热量会随着时间推移而消退,直到它们发出的所有光都处于红外波长。[来自 NASA 的 WISE 望远镜的照片]
到目前为止,WISE 已经帮助发现了 100 颗新的棕矮星。
最冷的“失败的恒星”
为了了解这些 Y 型矮星中最冷的有多冷,研究人员使用了 NASA 的哈勃太空望远镜来分析其光线模式。他们发现这颗最冷的 Y 型矮星,被称为 WISE 1828+2650,比 80 华氏度(25 摄氏度)还要冷。
“在我们发现 Y 型矮星之前,我们发现的棕矮星更像是烤箱的温度,”天文学家戴维·柯克帕特里克说道,他是加州理工学院帕萨迪纳分校 WISE 科学团队的成员,也是一篇关于 100 颗新棕矮星的研究的主要作者。“随着 Y 型矮星的发现,我们已经从厨房走进了房子里更凉爽的部分。”
这些 Y 型矮星中最接近我们的是 WISE 1541-2250,距离为 9 光年。相比之下,离我们最近的另一颗恒星,比邻星,距离约为 4 光年。[视频:通过 WISE 了解棕矮星]
“在我们太阳附近发现棕矮星就像发现你家街区里有一栋你不知道的隐藏房屋,”天文学家迈克尔·库欣说道,他是 NASA 喷气推进实验室 WISE 团队的成员,也是 Y 型矮星研究的主要作者。“对我来说,知道我们有尚未被发现的邻居在那里真是令人兴奋。借助 WISE,我们甚至可能发现一颗比我们已知的最近恒星更靠近我们的棕矮星。”
到目前为止,最冷的棕矮星是 T 型矮星,它们可以冷却到大约 440 华氏度(225 摄氏度)。柯克帕特里克告诉 SPACE.com,在 20 世纪 90 年代后期首次大量发现的这些矮星让天文学家们开始思考是否可能存在更冷的矮星——例如,那些可能更老,因此有更多时间冷却,或者质量更小,一开始热量就更少的矮星,或者两者兼而有之。
棕矮星的分类
科学家根据恒星和棕矮星的温度来命名它们,“'O' 型星是最热的,而现在 'Y' 型矮星是最冷的,”库欣解释道。
字母表中大多数字母已经与其他天文天体有着密切的联系,所以“在排除这些‘已使用’的字母之后,实际上只剩下几个,那就是 H、Y 和 Z,”库欣补充道。“由于 Y 在 T 之后,我们认为这是一个合适的选择。使用 Y 也为天文学家发现更冷的天体时增加一个额外的 'Z' 类留出了空间。”
更好地理解 Y 型矮星可以帮助揭示恒星和行星是如何形成的。
“总的来说,棕矮星,特别是 Y 型矮星,是恒星和行星天体物理学之间的一个奇妙桥梁,因为我们认为棕矮星的形成方式像恒星,但在许多方面看起来更像木星这样的气体巨行星,”库欣告诉 SPACE.com。“因此,当我们研究 Y 型矮星时,我们不仅在了解恒星,还在了解气体巨型系外行星的条件。
“棕矮星也更容易观察,因为总的来说,它们不会像大多数系外行星那样迷失在极其明亮的母恒星的光芒中。”
“我们的最终目标是确定自然界可以形成的最小质量的棕矮星是什么,以及在太阳附近存在多少颗这样的冷棕矮星,”库欣补充道。“这些信息将帮助我们理解低质量恒星和棕矮星是如何形成的。因此,我们将继续使用 WISE 搜索天空,寻找更冷的 Y 型矮星。我们还希望开始更详细地研究已知的 Y 型矮星,以确定更精确的温度估计值,估计它们的质量,确定它们中是否有任何是双星系统等等。
“研究 Y 型矮星的最大障碍是它们非常微弱,因此我们需要地球上绝对最大的望远镜和哈勃太空望远镜,在某些情况下,这些望远镜可能仍然不够灵敏。”
科学家们在天体物理学杂志上发表的一篇论文中详细介绍了他们关于 Y 型矮星的发现,并在天体物理学杂志增刊系列上发表的一项研究中详细介绍了关于 100 颗新棕矮星的研究。
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