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WISE發現僅相當於人類體溫的最低溫類恆星天體

2011/08/30 | | 標籤:

科學家利用廣角紅外巡天探測衛星(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)發現一種溫度最低的類恆星天體,溫度僅與人體體溫相差不遠。

天文學家搜尋這些被稱為Y型矮星(Y dwarf)的天體以十幾年了,但都毫無所獲,這是因為在可見光望遠鏡中,根本不太可能找到這些低溫天體。WISE以紅外波段觀察,而且在太空當中所見的天體遠紅外光亮度比在地面還亮5000倍以上,所以可以偵測到溫度更低、更昏暗的天體。它一口氣發現了6顆Y型矮星,且它們離太陽都很近,大概都在40光年以內。

Y型矮星是目前棕矮星(brown dwarf)家族中表面溫度最低的成員。棕矮星常被稱為「失敗的恆星」,質量比行星大,但又不夠大到可以點燃或維持核心的核融合反應,因此沒辦法成為一顆正式恆星;其能量來源來自雲氣收縮成球形天體過程中的位能,少了核融合反應提供穩定的能量來源,因此不像恆星的亮度可以穩定維持達數十億年之久,棕矮星的亮度會隨時間逐漸冷卻、變暗,到後來所發出的餘光大都集中在紅外波段。此外,棕矮星的大氣層與木星這類氣體巨行星類似,但因棕矮星是單獨處在太空中,比受到母星強烈光輝影響的氣體巨行星更容易觀察。因此藉由研究棕矮星,或許可進一步瞭解恆星如何形成,以及系外行星大氣的狀況。

Wide-field Infrared Survey Explorer, or WISE, has uncovered the coldest brown dwarf known so far WISE 1828+2650, this chilly star-like body is not even as warm as a human body, at less than about 80 degrees Fahrenheit (25 degrees Celsius). Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA  WISE計畫由2010年1月到2011年2月期間,以紅外波段掃瞄全天1.5次左右。到目前為止,WISE探測衛星已經發現約100個新棕矮星,科學家預期未來繼續分析WISE資料庫後,必定還會有更多新發現。在這100個新發現的棕矮星中,其中有6顆是溫度極低的Y型矮星;這6顆中的其中一顆編號為WISE 1828+2650(左圖中央的綠點),位在天琴座方向,表面溫度僅約攝氏25左右,比現在夏天的一般室溫還稍低一些,成為目前已知表面溫度最低的棕矮星。WISE科學團隊成員Davy Kirkpatrick表示:在此之前發現的棕矮星,表面溫度大都相當於廚房爐灶點燃後的溫度;不過這些Y型矮星,卻將腳步從廚房移至房子裡其他比較涼快的地方。

這批新發現的棕矮星都算我們太陽的鄰居,距離從9光年到40光年不等。其中距離僅9光年的WISE 1451-2250應該是離太陽第7近的的恆星系統,將原本第7名的Ross 154擠到第8名。這個距離大約是離我們最近的半人馬座Alpha星C星(南門二C星,中名比鄰星)4.2光年的2倍多。WISE科學家Michael Cushing開玩笑地說:在太陽附近尋找棕矮星,就像要在你家所在的街區尋找一棟隱密的房子。Cushing很高興在離我們這麼近的地方有這麼還未發現的鄰居們,或許將來有一天,他們會發現一顆比比鄰星還近的棕矮星。

This artist conception illustrates what brown dwarfs of different types might look like to a hypothetical interstellar traveler who has flown a spaceship to each one. Image credit: NASA/JPL-Caltech  通常WISE研究團隊一旦辨認出可能為棕矮星的天體後,便申請利用史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)以及紅外望遠鏡裝置(Infrared Telescope Facility,IRTF)、帕洛瑪天文台(Palomar Observatory)、凱克天文台(W.M. Keck Observatory)、麥哲倫望遠鏡(Magellan Telescopes)等數座地面天文台來做確認的工作,若天體光譜中具有水、甲烷等分子的譜線特徵,有時還可能包含氨分子,那麼就能確認應為棕矮星。不過,對這些極低溫的Y型矮星而言,這個團隊則動用哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)來進行確認的工作,雖然一樣是要從光譜中尋找水和甲烷等分子特徵,不過由於大氣溫度較一般棕矮星還低,所以Y型矮星的光譜型態會與一般棕矮星有些許不同。右圖顯示近年來陸續發現的各類棕矮星的表面溫度(顏色)與亮度的比較圖。

資料來源:NASA’s Wise Mission Discovers Coolest Class of Stars [August 23, 2011]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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