谜底揭开：NASA首次测得褐矮星风速
2020-04-11 18:35:58   来源：东方头条   

同样的技术也可以类似的运用于气体巨行星

褐矮星在左边，土星在右边。一个新研究对褐矮星上不同的波长进行观察测出了风速，一个艺术家对此描绘的概念图具体化了它的磁场和大气层。

褐矮星风速很快。

在第一次测量的时候，天文学家就已经测到了褐矮星上的风速，也就是“失败的恒星”，风速的能量比一个行星要大，但是并没有强大到可以进行提供能量给恒星的核聚变。

一个新报告指出，褐矮星上的风速大约是1450mph（2330km/h），这可比我们在地球上能感受到的风速还要快上4倍。（1999年出现在俄克拉荷马州的龙卷风保持了陆风速度的最高纪录：318mph）

研究团队研究过一个编号为2MASSJ10475385+2124234的褐矮星，这个褐矮星的质量是土星的40倍，它离我们地球有34光年。科学家借助之前的调查出台了一个最新的政策。

“我们提到土星的旋转周期是通过无线电观测的，这一结果与通过可见光和红外波段观察到的结果不一样”。宾夕法尼亚州路易斯堡巴克内尔大学物理学和天文学副教授KatelynAllers作为研究团队领导人曾这么说过。

那是因为无线电是由土星磁场条件下的电子相互作用发射出来的，这是根源于星球内部的，她解释道。另一方面，可见光和红外波段所展现出来的数据说明了气体巨行星上云层顶部的状况。

因此这两个旋转周期的差异为木星上层大气层的风速提供了测量数据。团队解释道，有关于褐矮星的数据如果是相似的，就有必要被收集在一起比较研究，就像是规模化的气体巨头。

Allers说：“当我们意识到这个的时候，我们很惊讶居然还没有人做过这一举措。”

所以Allers和她的同事们做了。

在2018年，他们通过新墨西哥州巨大的阵列望远镜网络收集了来自恒星2MASS J10475385+2124234的无线电数据。并且在2017年和2018年，他们利用NASA的斯皮策太空望远镜(Spitzer Space Telescope)获得了红外观测数据。斯皮策太空望远镜在这颗褐矮星的上层大气中追踪到了一个长期存在的特征的活动。（研究人员还研究了第二颗褐矮星，名为WISE J112254.73+ 255021.5，但未能获得研究这颗褐矮星所必需的红外信息。）

根据数据显示，2MASS J10475385+2124234上的盛行风以大约1450英里/小时，正负690英里/小时(1110公里/小时)的速度自东向西吹。研究人员称，这比木星上层大气的平均风速要快得多，木星上层大气的平均风速约为每小时250英里(每小时400公里)。这种差距是在意料之中的。毕竟，褐矮星要比木星温暖得多，因此也更活跃。2MASS J10475385+2124234的估算温度大约为1124华氏度(607摄氏度)，而木星的云顶温度为零下230华氏度(零下145摄氏度)。

这些新的研究结果有助于天文学家了解更多关于褐矮星大气的复杂动力学，而这方面的知识目前还知之甚少。总之，研究人员现在有了一个实际的风速数字来插入他们的模型中，而不是一个简单的估计值。“如果你知道风速有多快，那么你就可以很好地了解到大气是由带状风暴还是由圆形风暴控制的”这项研究的合著者，同时是纽约美国自然历史博物馆的研究生研究员约翰娜·沃斯，告诉天文在线。

阿勒斯和沃斯说，发表在网络版《科学》杂志上的这项新研究的应用远远超出了对褐矮星的研究。沃斯说:“下一步是为一颗围绕恒星运行的系外行星进行该研究。”“这带来了更多新的可能性，这真的很令人兴奋。”

但她补充道，并不是每一颗系外行星都能够这样的被调查；至少在可预见的未来，天文学家只能满足于能够直接成像的相对较冷的气态巨星进行研究调查。(沃斯说，这项技术不适用于“热木星”，这种气体巨行星的轨道非常接近它们的恒星。这些行星被潮汐限制，它们的主恒星总是以同样的面貌出现，即使有可能追踪到大规模的大气运动，也是相当困难的。）

沃斯指出：由于美国宇航局最近退役了斯皮策红外空间望远镜，这样的观测工作将不再使用斯皮策完成，然而美国宇航局的哈勃太空望远镜很难弥补这一不足；因为哈勃环绕地球运行，所以无法对遥远的目标进行必要的长时间、不间断的观测。（斯皮策处于地球尾随轨道，绕太阳运行））

沃斯表示“美国航天局耗资97亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜将为我们下一次进行这样的观测提供机会，该望远镜计划于明年发射。

沃斯提到，一旦功能强大且灵活的詹姆斯·韦伯太空望远镜上线，许多其他的研究人员也将迫不及待地使用它，因此可能很难保证JWST有连续20个小时左右的观测时间。

她说:“我们还是会要求的。”“我们必须试试看。”

相关知识

褐矮星是一种亚恒星天体，质量介于质量最大的气体巨行星和质量最小的恒星之间，大约是木星(MJ)的13到75或80倍，大约2.5×10^28千克到1.5×10^29千克。在这个范围内最大质量是亚棕色矮星(有时被称为流浪行星)，最小质量的是红矮星。褐矮星可能是完全对流的，没有层，也没有按深度进行化学区分。

不同于主序列中的恒星，褐矮星的质量不足以维持其内部的普通氢(1H)与氦的核聚变。然而，如果质量大于 13mj，则认为它们可以融合氘(2H);如果质量大于 65mj，则认为它们可以融合锂(7Li)。是按照褐矮星的形成过程来定义他更好，还是按照褐矮星的核聚变反应而定义他更好，现在仍存有争论，

按光谱将恒星分类，褐矮星被指定为M、L、T和Y类型，尽管被叫做褐矮星，但它们的颜色却各不相同。许多褐矮星在人们看来可能是洋红色、或可能是橙色/红色。褐矮星在可见光波段不是很明亮。