介于恒星与褐矮星之间的罕有天体TOI‑2155b向天文学界线提议挑衅

从直觉上看，人们或许欲望有一个十分明白的“质量阈值”，一旦跨越这一数值，天体就会从行星或褐矮星“摇身一变”成为恒星。 然而，就像天然界中很多界线一样，实际并不存在一条干净利落的分界线。 传统理论曾将行星、褐矮星与恒星之间的质量界线规定在木星质量的 75 至 80 倍阁下。 但最新的理论模型注解，这一改变并非仅由质量单一身分决定，还会受到诸多其他参数的影响。

TOI‑2155b 毕竟是什么？是一颗“迷你恒星”、一颗巨型行星，照样介于两者之间的特别天体？ 正如近期揭橥在《天文学期刊》（The Astronomical Journal）上的一篇论文中所述，研究者尚不克不及肯定 TOI‑2155b 是否足以被称为恒星，但可以确信的是，它似乎处在一个异常迷人的界线地带：介于可以或许点燃并保持氢聚变、在宇宙中熠熠生辉的“真正恒星”，以及那些未能点燃持续氢聚变、被称为“掉败恒星”的褐矮星之间。

恒星若何“掉败”

恒星来源于太空中的巨大年夜气体云团，那么，一个气体云团要多大年夜、多重，才能最终成为一颗恒星？ 听上去简单的提问，却让天文学界争辩了数十年。

为了弄清哪些气体云团会成为真正的恒星，哪些会逗留在褐矮星阶段，天体物理学家必须寻找“过渡地带”的样本——即最重的褐矮星与最轻的恒星。 TOI‑2155b 恰是如许一个关键例子，其质量约为木星的 80.6 倍，几乎踩在理论上规定的临界界线线上。

质量界线并不“干净利落”

这是因为，在恒星内部，只有当引力造成的压力大年夜到足以让氢原子持续融合为氦原子时，恒星才能源源赓续地产生强烈的热与光，这也是恒星最明显的特点。 假如一个天体的质量不敷大年夜、内部压力不足以经久保持这类聚变，或者因为其他原因氢聚变无法真正“启动”，那么这团气体就会成为一种“掉败的恒星”，也就是褐矮星。 这类天体在生命早期会比较炽热，但因为缺乏持续的氢聚变，辐射会逐渐减弱，外面温度迟缓降低，最终只留下暗弱的红外辐射光线。

科研团队结合美国宇航局 TESS（凌日系外行星巡天卫星）的不雅测数据以及全球多台地面千里镜的不雅测成果，对 TOI‑2155b 的体积和质量进行了精确测量。 成果显示，这颗天体的体积几乎与木星相当，但质量倒是木星的约 80 倍。

研究显示，一个天体的年纪、化学构成甚至大年夜气性质，都邑影响它是否可以或许启动并保持氢聚变。 这也是为何天文学家至今仍对褐矮星与恒星之间的质量界线毕竟应画在何处存在不合。 在如许的背景下，处在临界区域的 TOI‑2155b 显得尤为重要，它为理论与不雅测之间的“细微差别”供给了宝贵考验机会。

极其罕有的“过渡天体”

就今朝的不雅测成果而言，TOI‑2155b 可能是迄今发明的质量最大年夜的一批褐矮星之一，也可能是质量最小的一批恒星之一。 在这一狭小的质量过渡区内，已知天体的数量异常有限，这使得 TOI‑2155b 成为研究褐矮星与恒星界线问题时极具价值的对象。 在天文学的成长过程中，很多关键进展恰是来自对最罕有、最特别天体的深刻研究，而 TOI‑2155b 有望成为如许的“样本之一”。

当然，单一对象无法给出褐矮星与恒星界线的最终谜底。 只有在将来发明更多类似质量位于过渡带的天体，并对它们进行高精度的测量和经久跟踪不雅测之后，科学家才能进一步优化现有理论模型。 届时，我们或许能更清楚地勾画出恒星点燃并持续燃烧数十亿年的前提，也就能更好地舆解宇宙若何被这些“恒星引擎”塑造成为今天的模样。