一个偶然的发现暗示了隐藏在我们银河系中的宇宙物体的数量

智慧的天空

这个马赛克展示了广泛的红外测量探险仪(明智)成像的整个天空。红外线指的是比人眼可见的波长。许多宇宙物体辐射红外线,包括燃气和尘埃云,恒星形式和棕色矮人。信用:NASA / JPL-CALTECH / UCLA

褐矮星既不是恒星也不是行星,一项新的研究表明,它们可能比科学家先前认为的更多地潜伏在我们的星系中。

一项新的研究为一个名为WISEA J153429.75-104303.3的奇特宇宙物体——绰号为“事故”——的形成提供了一个诱人的解释。事故是一个褐矮星。虽然它们的形状像恒星,但这些物体没有足够的质量来启动核聚变,核聚变是导致恒星发光的过程。虽然褐矮星有时难以表征,但天文学家对它们的一般特征有很好的把握。

或者他们有,直到他们发现了这个。

这起事故被发现纯属偶然,因此得名。它没有通过正常的搜索,因为它与迄今为止在我们银河系中发现的2000多颗棕矮星中的任何一颗都不相似。

棕矮星事故

你能看到暗点在屏幕的左下角移动吗?这是一个棕色的矮人绰号“事故”,由公民科学家丹卡尔登发现。它已经滑过典型的搜索,因为它看起来并不像任何其他已知的棕色矮人。信用:NASA / JPL-CALTECH / DAN Caselden

作为棕色矮人的年龄,它们冷却,它们在不同波长的光变化中的亮度。由于它们凉爽,它并不不同的是金属在加热时,从鲜艳的白色到深红色。这次事故困惑了科学家,因为它在一些关键波长中晕染了,这表明它非常寒冷(和旧),但在其他人中明亮,表明温度较高。

“这个物体出乎我们的意料,”加州帕萨迪纳市加州理工学院IPAC的天体物理学家戴维·柯克帕特里克(Davy Kirkpatrick)说。他和他的合著者在他们的新研究中提出了这个观点astrophysical杂志,事故可能是10亿到130亿岁 - 至少加倍其他已知的棕色矮人的中位年龄。这意味着它将在我们的银河更年轻并且有不同的化学妆品时形成。如果是这种情况,可能有很多更多这些古老的棕色矮人在我们的银河附近潜伏。

独特的侧面

这起事故首先被警方发现">美国宇航局在近地球对象广场红外测量探险家(NeoWise),于2009年推出,于2009年在南加利福尼亚州南部的NASA的喷气式推进实验室管理。因为棕色矮人是相对凉爽的物体,所以它们辐射大多是红外光,或者波长长度比人眼所能看到的。

褐矮星比较

棕矮星与恒星和行星都有某些共同特征。一般来说,它们的质量比恒星小,比行星大。如果褐矮星的核心压力足够高,足以开始核聚变,这一过程会导致恒星发光,那么它就会变成恒星。信用:NASA/JPL加州理工学院

科学家们需要更多的信息来弄清楚为什么“事故”会有这样看似矛盾的性质——一些人认为它非常冷,另一些人认为它要暖和得多。因此,他们用位于夏威夷的凯克天文台(W. M. Keck Observatory)的地面望远镜观测到了额外的红外波长。但这颗褐矮星在这些波长中显得非常微弱,他们根本无法探测到它,这显然证实了他们的说法,即它非常冷。

接下来,他们开始确定这一昏暗是否是由于事故距离地球的距离超出了预期。但根据美国宇航局哈勃和斯皮策太空望远镜的精确距离测量,情况并非如此。在确定了该天体的距离(距离地球约50光年)后,研究小组意识到它的移动速度很快,约为50万英里/小时(80万公里/小时)。这比所有其他已知距离地球这么远的褐矮星都要快得多,这意味着它可能已经在银河系周围盘旋了很长一段时间,遇到了巨大的物体,它们的引力使它加速。

大量证据表明这起事故非常古老,研究人员认为它的奇怪性质一点也不奇怪,它们可能是它年龄的线索。

当。。。的时候银河形成约136亿年前,它几乎完全由氢气和氦组成。其他元素,如碳,形成在恒星内;当最巨大的恒星爆炸为超新星时,它们散落在整个星系中的元素。

冷棕色矮人

这位艺术家的插图在太空中显示了一个暗淡,冷的棕色矮人。棕色矮人形式像星星一样,但没有足够的质量来点燃核心的核融合 - 这种过程导致星星燃烧。结果,它们与大规模的行星一样与木星相同。信用:IPAC / CALTECH

甲烷,由氢和碳组成,在大多数褐矮星中很常见,它们的温度与事故相似。但是事故的光照显示它含有很少的甲烷。和所有分子一样,甲烷吸收特定波长的光,因此富含甲烷的棕矮星在这些波长下会变得暗淡。相比之下,事故在这些波长上是明亮的,这可能表明甲烷含量较低。

因此,事故的光曲线可以匹配当银河仍然是碳贫困时形成的非常古的棕色矮人;在形成时碳的很少碳意味着今天大气中的甲烷很少。

加州理工学院IPAC天体物理学家费德里科·马洛科(Federico Marocco)说:“发现这么老的一颗褐矮星并不奇怪,但在我们的后院发现一颗就很奇怪了。”马洛科领导了凯克和哈勃望远镜的新观测。“我们预计会有这么老的棕矮星存在,但我们也预计它们非常罕见。在离太阳系如此近的地方找到这样一颗行星,可能是一种幸运的巧合,或者它告诉我们,它们比我们想象的更常见。”

一个偶然的机会

为了找到更多像“意外号”这样的古老褐矮星——如果它们真的存在的话——研究人员可能不得不改变搜索这些物体的方式。

该事故是由公民科学家丹卡索伦发现的,他正在使用他建造的在线计划,以便在神圣数据中找到棕色矮人。天空充满了辐射红外光的物体;靠和大,由于远离地球的距离很远,这些物体似乎保持在天空中。但是因为棕色矮人如此微弱,只有在他们比较靠近地球的时候可以看到它们,这意味着科学家可以观察他们在几个月或多年上穿过天空。(Neowise每六个月大约每天一次映射一次。)

Caselden的项目试图从NEOWISE地图中移除静止的红外物体(如遥远的恒星),并突出具有与已知褐矮星相似特征的移动物体。他正在观察一颗这样的褐矮星候选者,这时他发现了另一颗亮度较低的物体在屏幕上快速移动。结果是WISEA J153429.75-104303.3,它没有被突出显示,因为它与程序的褐矮星轮廓不符。卡瑟登偶然发现的。

柯克帕特里克说:“这一发现告诉我们,褐矮星的成分比我们目前所看到的更为多样。”可能还有更奇怪的,我们需要考虑如何寻找它们。”

参考:“神秘的棕矮星WISEA j153429.75 - 104303.3(或者说“事故”)”j·戴维·柯克帕特里克,费德里科•Marocco,亚伦·m·梅斯纳丹•Caselden杰奎琳·k . Faherty亚当·c·施耐德马克·j·库切纳s l . Casewell克里斯托弗·r·Gelino迈克尔·c·库欣Peter r . Eisenhardt爱德华·l·赖特和史蒂文·d . Schurr 2021年6月30日,天文物理期刊通讯.
2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / ac0437

更多关于使命

WISE于2009年发射,在完成主要任务后于2011年进入休眠状态。2013年9月,美国宇航局重新启动了该航天器,其主要目标是扫描近地物体(neo),该任务和航天器被重新命名为NEOWISE。喷气推进实验室是CALTECH,管理和经营的NASA科学任务理事(SMD)的辩论。在美国宇航局的探险家计划下,该特派团在马里兰州Greenbelt的Gendbelt的戈达德太空飞行中心管理的美国宇航局的探索者计划下竞争地选择。NoOWise是JPL,Caltech的一分行,Asizona大学,由NASA的行星国防协调办公室提供支持。

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