褐矮星中的小旋风，差点转到自我解体
作者：ASSOCIATION OF UNIVERSITIES FOR RESEARCH IN ASTRONOMY (AURA)
翻译：黄雪妮
校对：Neruid 游小波
编排：简稚珉
后台： 库特莉亚芙卡 李子琦 徐玖坤 胡永葳
原文链接: https://scitechdaily.com/failed-stars-caught-speeding-astronomers-clock-the-fastest-spinning-brown-dwarfs/
韦仕敦大学的天文学家发现了已知旋转速度最快的褐矮星。他们发现了三颗超速褐矮星，每颗褐矮星大约每小时旋转一周。这个速度几乎已经到达极限，以至于如果这些“失败的恒星”的旋转速度再快一点，它们可能会将自己撕裂。NASA的斯皮策空间望远镜发现了这些褐矮星，随后包括北双子座望远镜在内的地面望远镜对它们进行了研究，证实了它们惊人的快速旋转。
褐矮星通常被称为“失败的恒星”。它们像恒星一样形成，但质量不够大，无法像恒星那样将氢聚变为氦。褐矮星更像巨行星，如图所示，它们的大气中经常会有风暴。天文学家最近发现了三颗高速旋转的褐矮星，它们的旋转速度是目前为止发现的褐矮星中最快的。每颗褐矮星大约在一小时内自转一次，比正常速度快10倍左右。
资料来源：NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva
天文学家发现了三颗褐矮星，它们的自转速度比以往任何一颗褐矮星都要快。加拿大韦仕敦大学的天文学家首先用NASA的斯皮策空间望远镜测量了这些褐矮星的旋转速度，并通过夏威夷冒纳凯阿的北双子座望远镜和智利卡内基科学研究所的麦哲伦巴德望远镜的后续观测证实了这一点。
转速最快的褐矮星，自转一周大约只需一小时。
资料来源:国际双子星天文台/NOIRLab/NSF/AURA/J。da Silva, P. Marenfeld, NASA/JPL-Caltech, R. Hurt (IPAC)
“我们似乎发现了褐矮星旋转的速度极限，”领导这一项目的韦仕敦大学物理和天文学研究生根·坦诺克（Megan Tannock）说。“我们的团队和其他人进行了广泛的搜索，但还没有发现更快速度的褐矮星。”事实上，如果速度再快一点的话，这些褐矮星会将自己撕裂。”
简单地说，褐矮星是失败的恒星。它们像恒星一样形成，但质量又没达到最小恒星的大小，它们更像是巨行星 [1] 。
坦诺克和韦仕敦大学天文学家斯坦尼米尔·梅切捷夫（ Stanimir Metchev）与其他国际合作者一起发现了这三颗快速旋转的褐矮星，它们每小时绕轴旋转一次。这比正常的褐矮星自转速度 [2] 快大约10倍，比以前发现的最快的褐矮星的速度快30% 。
天文学家们使用大型地面望远镜——夏威夷的北双子座望远镜和智利的麦哲伦巴德望远镜——来确认这个速度。他们通过测量由多普勒效应引起的褐矮星的光变，并使用计算机模型来匹配这些变化与自转速度 [3] 。研究人员发现，这些褐矮星在赤道处的自转速度约为35万公里/小时(约22万英里/小时)，是木星旋转速度的10倍。
这个动画比较了木星和土星的自转速度与一颗褐矮星(命名为2MASS J0348-6022)的自转速度，该褐矮星是迄今为止发现的自转速度最快的褐矮星。褐矮星的质量比太阳系中任何巨行星都要大，但比恒星的质量要小。这颗褐矮星实际上和木星体积差不多大，但它的质量是木星的43倍，自转速度是木星的10倍。这种快速的自转使褐矮星“变平”，或者说它的赤道周围变得更宽。这颗褐矮星超极快的自转速度被质量所抵消，使它的形状与自转较慢的木星和土星相似。在这个动画中体现了它们三个的形状和正圆（白色圆圈）的对比。
资料来源：NASA JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)
这些不寻常的褐矮星正在以令人眩晕的速度旋转，”北双子座天文台研究褐矮星的天文学家桑迪·莱格特（Sandy Leggett）说，“由于引力较弱，在每小时35万公里的速度下，褐矮星几乎快要将自己撕裂，这基本上是褐矮星自转速度的极限。”
该团队首先利用NASA的斯皮策太空望远镜来测量物体亮度变化的速度，从而得出了自转速度。“褐矮星就像有大气层的行星一样，会有巨大的天气风暴影响它们的可见亮度，” 梅切捷夫解释说。“通过观测褐矮星的亮度变化，可以得出看到同一场风暴的频率，也就知道了褐矮星的旋转周期。”
该研究小组的研究结果将发表在即将出版的《天文杂志》上。
注释
[1] 太阳系中已知有四颗巨行星:木星、土星、天王星和海王星。
[2] 恒星、褐矮星和行星一般以每10小时一周或更慢的速度自转。例如，地球每24小时自转一周，而木星和土星大约需要10小时。太阳平均每27天绕轴心自转一周。太阳的自转速率随纬度而变化，赤道地区大约25天自转一周，极地地区大约35天自转一周。
[3] 当褐矮星自转时，由于多普勒效应，来自朝向我们的半球的光会出现蓝移，而来自远离我们的半球的光会出现红移。这导致褐矮星光谱中的吸收线显得变宽(同时向光谱的红端和蓝端延伸)。通过与计算机模型进行匹配，天文学家们就可以确定每颗褐矮星的自转速度。
『天文时刻』 牧夫出品
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