天文学家:如果没有上一颗恒星爆炸，人类绝不可能出现川陀太空(Everett)怎么判断一颗褐矮星

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川陀太空(Everett)怎么判断一颗褐矮星不是恒星，而只是气体巨行星?又如何判断一颗气体巨行星不是行星，而是更类似于褐矮星的天体呢?多年来天文学家一直受到这些问题的困扰，并希望能找到揭示恒星系内大体积天体新定义分界线。约翰霍普金斯大学的一位天文学家认为，有更好的方法对这些天体进行分类，这种方法不仅仅基于天体质量，还要考虑天体与周围物质的关系，以及天体的形成过程。

川陀太空注意到，在《天体物理学报》上发表的一篇论文中，Kevin Schlaufman提出了一种新的分类系统，可以帮助我们解决一些关于判定一个天体是气体巨行星还是褐矮星的争论。天体质量不是判定的唯一因素，而天体的形成被纳入判定标准。一般来说，质量越小，那么恒星温度越低。虽然质量小于太阳的恒星仍然可以依赖聚变反应产生能量，但质量更小的原恒星则不能。这些“失败”的恒星通常被称为褐矮星，新的定义将其质量范围规定为木星质量的10倍至75倍。

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从图中我们可以清楚看出，褐矮星与地球、木星、低质量恒星、还有我们的太阳之间的大小比较。

《天体物理学报》上发表的这篇论文中，作者为约翰霍普金斯大学物理与天文系副教授Kevin Schlaufman。对于行星，他设定的限制范围为质量是木星质量的4倍至10倍。质量在此之上，你就有一个褐矮星的大致概念了。褐矮星也被称为亚恒星，或失败的恒星，因为它们无法获得足够大的质量，显然也无法变成恒星。

事实上行星质量的上限一直是无法确定的重要细节之一，那么我们只能通过大量的观测对上限进行细化。对其他恒星系的观测使我们得以改进这个阈值，并得出新的结论，以前我们只能以太阳系作为参考，而现在我们可以观测其他恒星系统，天文学家在观测了大约146个恒星系之后给出了木星质量10倍的分界线，填补了我们对褐矮星和行星形成的质量界限。根据新的定义，如果木星质量可以通过其他途径增加到10倍以上，那么木星将被定义为褐矮星。

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川陀太空认为，尽管我们知道行星形成的基本过程，但其实还有很多细节需要我们去填充。行星质量的上限细分的可能性比较小，毕竟这不是数学题，其中应该有一个过渡区间。不妨让我们来回顾一下褐矮星和气态巨行星的关系，我们知道恒星系形成于气体和尘埃云。在恒星系形成初期，引力坍缩形成一颗或多颗恒星。他们通过核聚变燃烧，最终演变为我们在宇宙中随处可见的恒星。残余的气体和尘埃则形成行星或褐矮星，这就是恒星系形成的简化过程。

在我们太阳系中，只形成了一颗恒星:太阳。气态巨行星木星和土星则消耗了大部分残余物质。木星消耗了大部分物质，因而成为了最大的行星。但是，如果情况不是现在这样，木星质量是否会一直在增长呢?根据天文学家Schlaufman的说法，如果木星大小增长到现在的10倍以上，那么它将有可能成为一颗褐矮星。

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天文学家认为，质量只是新定义的一部分，新分类方法背后的关键其实是天体的形成方式。这涉及到恒星金属性的概念。恒星有个金属性的概念。在天体物理学中，这个概念是指恒星组成中除去氢和氦其他所有元素的质量分数。所以从锂开始往后的所有元素都被认为是金属元素，这些金属元素是岩石行星的形成元素。早期宇宙中只有氢和氦，以及很少量的后面两种元素锂和铍。所以第一批恒星不含金属元素，或者含量很少。

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比如M80，这是一个古老的球状星团。由于这些恒星形成于早期宇宙，它们的金属元素含量非常低，这意味着像木星这样的气体巨行星在这里很少或者根本不存在，但是却拥有丰富的褐矮星。

现在，即大爆炸135亿年之后，像太阳这样的年轻恒星就拥有了更多的金属元素。因为一代恒星形成然后死亡，形成的金属元素又成为之后形成的恒星的组成成分。太阳形成于约五十亿年前，我们认为太阳含有的金属元素来自于另外一颗恒星的死亡。太阳绝大部分还是由氢和氦构成，而其他元素占其质量的约2%，其中大部分是氧，碳，氖和铁，有了这些金属元素，才有了我们今天的人类。因此，如果没有上一颗恒星爆炸，人类绝不可能出现。[一点资讯独家，出品:川陀太空]