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卡塞尔登于 2018 年 11 月 3 日晚起床 ， 玩电子游戏反恐精英 ， 每当他结束游戏时 ， 他都会上他的笔记本电脑检查他正在运行的 NASA 太空望远镜图像的自动搜索 。
突然 ， 在凌晨时分 ， 一些奇怪的东西出现在视野中 。 “这非常令人困惑 ， ”卡塞尔登说 。 “它的移动速度比我发现的任何东西都要快 。 它既微弱又快速 ， 这让它非常奇怪 。 ”
作为“后院世界：第 9 号行星”项目的一部分 ， 卡塞尔登给与他合作的天文学家发了电子邮件 。 一旦他们排除了它是图像伪影的可能性 ， 他们意识到他们正在观察一个完全不寻常的东西 ， 一个 50 光年外的极其微弱的物体 ， 以每秒 200 公里的速度在银河系中燃烧 。 它被命名为 WISE 1534-1043 ， 但凭借其独特的特性和偶然发现 ， 它很快赢得了“事故”的绰号 。
NASA/JPL-加州理工学院/2MASS天文学家现在认为卡塞尔登发现了一颗褐矮星——一颗失败的恒星 ， 缺乏在其核心开始核聚变所需的体积 。 “它的形成就像一颗恒星 ， ”英国莱斯特大学的天文学家莎拉·凯斯韦尔( Sarah Casewell)说 ， “但是 ， 它永远不会获得足够的质量来将氢融合成氦并开始燃烧任何东西 。 ”
事故的发现凸显了我们对褐矮星还有很多要了解的地方 。 这些物体的质量范围从估计的木星质量的 13 倍到 75 倍或更多 ， 但这两个边界的确切位置是一个持续的困境 。 “人们一直在会议上争论这个问题 ， ”英国爱丁堡大学的天文学家贝丝比勒说 ， 尤其是下限 。 虽然 13 木星的质量大致是可以发生氘核聚变的质量——这是区分褐矮星与气态巨行星的特征——但边界可能会有所不同 。 “13 个木星质量没有什么特别之处 ， ”比勒说：“这完全是临时的 。 ”
褐矮星的温度变化也很大 。 比勒说 ， 最热的表面温度约为 2000 摄氏度——“大约是蜡烛火焰的温度” 。 最冷的温度在 200 度以下 。 由于它们没有自己的热源 ， 褐矮星将在数十亿年的时间里逐渐冷却到这些较低的温度 。 （亚矮星进一步模糊了行星和棕矮星之间的界限 ， 但温度可能会更低 。 一个名为WISE 0855-0714的天体温度低于冰点 。 “这是我们所知道的太阳系外最冷的天体 ， ”比勒说 。 ）
棕矮星近距离的样子也不清楚 。 尽管它们的名字——由天文学家吉尔·塔特( Jill Tarter)在 1975年提出——但它们很可能不是棕色的 。 它们更像橙色或红色 。 加州理工学院的天文学家戴维·柯克帕特里克( Davy Kirkpatrick)说：“无论好坏 ， 它都被当作一个名字 。 ”
它们也有大气层 ， 这些大气层可能会显示出某种带状和点状风暴 ， 就像在木星上一样 。 去年 ， 比勒和她的同事利用这些风暴测量了大约 34 光年外褐矮星的风速 。 他们首先观察大气中的特征在旋转时进出视野 ， 然后将这个速度与从磁场中收集到的物体内部旋转速度的测量值进行比较 。 比较这两个值 ， 研究人员计算出每小时超过 2300 公里的风速——是木星风速的五倍多 。
因为棕矮星弥合了恒星和行星之间的鸿沟 ， 所以它们可以帮助我们理解两者 。 在质量标度的上端 ， 最大的褐矮星和最小的恒星之间的边界可以让我们深入了解核聚变是如何开始的 。 瑞士日内瓦大学的诺兰格里夫斯说 ， 一个物体的核心需要达到约 1亿摄氏度的温度才能启动核聚变；这会引发连锁反应 ， 将氢转化为氦气 。 但是没有人确切地确定需要多少质量才能发生这种情况 ， 以及褐矮星在什么时候变成恒星 。 “在恒星演化的许多方面 ， 我们的知识仍然非常不确定 ， ”比勒说 。 “融合极限究竟在哪里是这些问题之一 。 ”
最近由格里夫斯领导的工作确定了五颗质量为木星 77 到 98 倍的大质量褐矮星 。 “他们就在氢聚变开始发生的边界上 ， ”格里夫斯说 。 然而 ， 目前尚不清楚这五个物体实际上位于边界的哪一侧 。 “我们不知道这些物体的真实本质 ， ”格里夫斯说 ， “因为它们太接近这个极限了 。 ”
一些褐矮星甚至可能非常像恒星 ， 以至于它们可以拥有自己的行星 。 “我们知道一些棕矮星系统看起来周围有原行星盘 ， ”柯克帕特里克说 。 “而且有各种迹象表明 ， 可能有棕矮星在它们周围的轨道上也有自己的系外行星 。 一个圣杯是找到一颗带有过境系外行星的棕矮星 。 ”
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