陕西
1995年,天文学家在距地球18光年的一颗红矮星附近发现了历史上第一颗棕矮星的踪迹--格力泽229B。
这是我们人类第一次接触这类天体。
这让天文学家很兴奋，之前只是理论猜测它的存在，如今（1995年）终于发现了它。
但随之而来的，这次的发现也出现了一个长久无法解答的谜题，格力泽229B的质量之谜。
从发现至今它一直困扰着天文学家，直到2024年10月16日，发表于自然科学期刊的一项研究终于解开了这个长久之谜。
大家好我是腾宝，这期我们就来聊聊这项研究。
那在聊这个谜题之前我们先来说说什么是棕矮星（褐矮星）。
棕矮星它被称为失败的恒星，这是为什么呢？
恒星我们大家都知道，它之所以会发光发热是因为它内部的聚变反应，也就是将较轻的原子核融合为较重的原子核。
融合的过程中会有一部分质量损失，按照质能方程，损失的这部分质量是以能量的方式辐射了出去，这就是恒星能量的来源。
那么恒星用来核聚变的材料是什么呢?
恒星在其一生的大部分时间里它都是以氢的聚变为主要燃料。
它的反应是将4个氢原子融合为一个氦原子，我们将这个过程称为P-P链式反应。
P就是质子，也就是氢原子。
而氢作为宇宙含量最多也最简单的一种元素。
所以恒星的基本组成都是以氢为基础，它百分之70-80的质量都是由氢提供。
所以衡量一颗恒星是否可以稳定持续的发光发热，就是看它是否可以稳定持续的以氢作为聚变燃料。
那么相应的，它是否是一颗真正的恒星，就是看它是否可以启动氢的聚变反应。
那恒星是怎么启动氢的聚变反应的呢？
恒星是利用它自身的质量启动。
恒星是由分子云聚集形成，当它自身聚集的分子云越多，也就是自身的质量越大时，内部的温度和压力就会越大，这样便会逐渐达到启动氢聚变的条件。
而这个条件最低需要0.07-0.08个太阳质量。
也就是当恒星自身的质量达到0.08个太阳质量时，它才有能力启动内核氢的聚变，小于这个质量则不能。
棕矮星便是因质量无法达到这个条件，所以无法进行正常的恒星演化。
因此被称为了失败的恒星。
不过虽然无法启动氢的聚变反应，但它的质量可以启动氘的聚变。
氘是氢的同位素，它比氢多了一个中子，聚变所需的条件相对较低，当其质量大于13个木星质量时便能达到。
只不过氘的含量很少，不能长久的持续，当它耗尽之后棕矮星便会逐渐冷却。
所以介于这个质量，有时候棕矮星更像是一个超大号的木星，我们并不能将它们完全的区分。
它们的边界其实很模糊。
这也算是过渡天体分类的一个难点。
不过总的来说，小于0.08个太阳质量大于13个木星质量的天体，一般是棕矮星的可能性很大。
以上就是对棕矮星的一些介绍。
那么我们再回到格力泽229B的问题。
格力泽229B的方位是位于天兔座和大犬座之间的一片天区。
寻找它的方位也很容易，找到夜空第一亮星天狼星，在它右侧这边就是格力泽229B所在的方位。
它和一颗红矮星组成了一个双星系统，两个绕转一周大概需要两百多年。
根据它们的轨道数据，我们可以计算出这颗棕矮星的质量，大约是在70个木星质量左右。
这也是在棕矮星的质量范畴，算是一颗比较大的棕矮星了。
这个似乎没有问题。
但若是结合它的亮度和年龄，这个质量就让天文学家很困惑。
因为根据亚恒星演化理论，70个木星质量的棕矮星在它这个年龄，大概30亿年左右，它不应该冷却的如此暗，它应该很亮，起码是要比现在看到的格力泽229B的亮度要亮的多。
可实际，它为什么这么暗。
再三的验证之后，计算的质量没有问题，光度的测量也没有问题。
所以问题到底出现在了哪？光度与质量为何不匹配？
难到我们理解的恒星演化理论出现了问题。
这一直困扰着天文学家。
2024年10月16日自然科学期刊的这项研究给出了答案。
研究是说我们对格力泽229B从一开始的了解就错了。
事实上它并不是一颗单星，而是两颗棕矮星。
它们两个相距很近，大约为地月距离的16倍，每12天绕行一次，其中一个质量是为木星的38倍，一个为木星的34倍。
所以在一开始发现的时候，天文学家根据引力计算的是它俩的质量。
因此得到的光度和质量出现了不匹配。
这项研究由两个团队独立发现，一个团队将此结果发表在了<自然>期刊上，另一个则发表在了<天体物理学杂志快报>上。
所以这样的话，理论与实际观测的矛盾也就解除了。
答案也确实很简单，一个变两个，我们第一次发现的棕矮星，原来是个双胞胎。
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