原来系外巨行星与恒星“失败者”的来路不同学术资讯

由Bowler的团队在夏威夷凯克天文台用NIRC2相机的自适应光学功能拍摄的照片，其中的天体是小质量褐矮星“GJ 504 B”。

据美国“优睿科”网站2月10日消息称，美国德克萨斯大学奥斯汀分校（简称UT-Austin）的Brendan Bowler领导的一个团队探测研究了系外巨行星和棕矮星的形成过程。这类天体比巨行星的规模更大,但却又没有足够的质量来点燃其核心的核聚变反应，就仿佛一颗还没有开始发光就已暗淡下去的“失败”恒星。

利用夏威夷的地面望远镜——W. M.凯克天文台和Maunakea岛上的斯巴鲁望远镜——的直接成像技术，他们研究了27个星系中环绕恒星运行的若干微暗伴星的轨道，并将这些数据与天体轨道数据模型相结合，从而证实：这些系统中褐矮星的形成过程如同恒星，而气态巨行星的形成类似行星。相关研究结果发表在最新一期的《天文学杂志》上。

根据天文学家的定义，褐矮星的质量介于木星的13到75倍之间，它们同时具有行星和恒星的特征。该研究团队想要解决的问题是：位于行星系统外围的气态巨行星是行星族群的冰山一角，还是质量最小的褐矮星？之前的研究已经表明，围绕恒星公转的褐矮星的形成过程很可能与小质量恒星类似，然而这种形成机制产生的伴星的最小质量会有多小，还尚未探明。Bowler解释道：“获得这个解答的方法之一，便是研究这些系统的动力学特征，换句话说，即观察其中天体的运行轨道。”

这些天体当前的轨道包含着解开它们演化奥秘的钥匙。简单说来，摸清轨道形状就是关键。一方面，轨道更趋于圆形的天体很可能有跟行星一样的形成过程。也就是说，当一朵气体尘埃云坍缩形成一颗恒星时，这颗远离其宿主恒星的伴星（以及任何其他行星）就会由围绕该恒星旋转的扁平气体尘埃盘所生成。另一方面，那些轨道被拉长的行星的形成方式则可能类似恒星。在这种情况下，正在坍缩形成一颗恒星的一团气体尘埃云分裂成了两团。然后，这两团都发生坍缩，一团形成一颗恒星，而另一团则形成围绕该恒星旋转的褐矮星——从本质上说，一个双星系统便诞生了，尽管它包含的是一个恒星和一个“失败的”恒星。

该团队的成员之一、美国斯坦福大学（Stanford）的Eric Nielsen补充道:“尽管这些伴星已存在了数百万年，但关于它们形成过程的记忆至今仍被编码埋藏在这些天体的离心度中。”离心度是测量天体轨道有多圆或被拉得有多长的一个参数。

该研究小组对27个遥远伴星的研究结果是明确的。Bowler评论道:“有趣的是，我们发现，当你把这些天体在质量超过木星15倍的标准边界上进行划分时，被我们称作行星的天体族群确实比其余天体有更圆的轨道，而其余的那些看起来就像双星。”

科界原创编译：朱明逸审稿：阿淼责编：唐林芳

期刊来源：《天文学杂志》

期刊编号： 1538-3881

原文链接： http://keckobservatory.org/brown_dwarfs/