2018 年 11 月 3 日、Dan Caselden は夜遅くまで起きていて、ビデオ ゲームの Counter-Strike をプレイしていて、天文学の歴史を作った.彼は亡くなるたびに、ラップトップに飛び乗って、NASA の宇宙望遠鏡の画像を自動検索してチェックインしていました。
早朝、突然、奇妙なものが視界に飛び込んできました。 「とても混乱しました」と Caselden 氏は言います。 「私が発見した何よりも速く動いていました。微かで速かったので、非常に奇妙でした。」
Caselden は、Backyard Worlds:Planet 9 プロジェクトの一環として一緒に働いていた天文学者に電子メールを送りました。それが人工的な画像である可能性を除外すると、彼らは、50光年離れた非常にかすかな物体が秒速200キロメートルで銀河を通り抜けているという、まったく異常なものを見ていることに気付きました。 WISE 1534-1043 という名前が付けられましたが、その特異な特徴と偶然の発見により、すぐに「The Accident」というあだ名が付けられました。
天文学者は現在、Caselden が褐色矮星を発見したと考えています。これは、コアで核融合を開始するのに必要な大きさを欠いている失敗した星です。 「それは星のように形成されます」と英国のレスター大学の天文学者、Sarah Casewell は言いました。
事故の発見は、褐色矮星についてまだ多くのことを学ぶ必要があることを浮き彫りにしました。これらの天体の質量は木星の推定 13 倍から 75 倍以上にまで及びますが、これら 2 つの境界が正確にどこにあるかは現在進行中のジレンマです。英国のエジンバラ大学の天文学者であるベス・ビラー氏は、「人々は会議で常にそれについて議論しています」と述べ、特に下限について.木星の質量の 13 倍は重水素核融合が起こるおおよその質量であり、褐色矮星と巨大ガス惑星を区別する特徴であるが、その境界は変化する可能性がある。 「木星の 13 個の質量に特別なことは何もありません」と Biller 氏は言います。 「それは完全にアドホックです。」
褐色矮星も温度変化が激しい。最も熱いものの表面温度は摂氏約 2,000 度で、これは「ろうそくの炎とほぼ同じ」とビラー氏は述べています。最も寒いのは200度以下です。褐色矮星は独自の熱源を持っていないため、数十億年かけて徐々にこれらの低い温度まで冷却されます。 (惑星と褐色矮星の間の境界をさらに曖昧にする準矮星は、さらに低温になる可能性があります。WISE 0855-0714 と呼ばれる天体は氷点下にあります。「これは、太陽系の外で私たちが知っている中で最も冷たい天体です」とビラー氏は述べています。)
褐色矮星が間近でどのように見えるかも不明です。 1975年に天文学者のジル・ターターが提案した名前にもかかわらず、それらは茶色ではない可能性が高い.それらはよりオレンジ色または赤色です。カリフォルニア工科大学の天文学者であるデイビー・カークパトリックは、「良くも悪くも名前として定着しています」と述べています。
それらには大気もあり、それらの大気は、木星のように、ある種の縞模様や斑点状の嵐を示すことがあります。昨年、ビラーと彼女の同僚は、これらの嵐を使用して、約 34 光年離れた褐色矮星の風速を測定しました。彼らはまず、大気中の特徴が回転しながら見えたり見えなくなったりするのを観察し、次にこの速度を、磁場から収集されたオブジェクトの内部回転速度の測定値と比較しました。 2 つの値を比較して、研究者は時速 2,300 キロメートルを超える風速を計算しました。これは、木星の風の速度の 5 倍以上です。
褐色矮星は恒星と惑星の間の橋渡しをするため、星と惑星の両方を理解するのに役立ちます。質量スケールの上限では、最大の褐色矮星と最小の星の間の境界が、核融合がどのように始まるかについての洞察を与えてくれます。スイスのジュネーブ大学のノーラン・グリーブス氏によると、核融合を開始するには、物体の中心部が摂氏約 300 万度の温度に達する必要があります。これは、水素をヘリウムに変える連鎖反応を引き起こします。しかし、それが起こるためにはどれくらいの質量が必要なのか、どの時点で褐色矮星が星になるのか、正確には誰にもわかりません。 「星の進化には、私たちの知識がまだかなり不確かな側面がたくさんあります」とビラーは言いました。 「その融合限界が正確にどこにあるかは、それらの問題の 1 つです。」
グリーブスが率いる最近の研究では、木星の 77 ～ 98 倍の質量を持つ 5 つの高質量褐色矮星が特定されました。 「彼らはまさに水素核融合が始まる境界にいます」とグリーブスは言いました。ただし、現時点では、これら 5 つのオブジェクトが実際に境界のどちら側にあるかは不明です。グリーブス氏は、「これらのオブジェクトの真の性質はわかりません。なぜなら、この限界に非常に近いからです」と述べています。
一部の褐色矮星は、星のようなもので、独自の惑星をホストできる場合さえあります。 「周囲に原始惑星系の円盤があるように見える褐色矮星系をいくつか知っています」とカークパトリックは言いました。 「そして、周囲の軌道上に独自の太陽系外惑星を持つ褐色矮星がおそらく存在することを示すあらゆる兆候があります。聖杯は、太陽系外惑星を通過する褐色矮星を見つけることです。」
褐色矮星の質量スケールの反対側に事故があります。それは非常に小さく、冷たくてかすかな天体です。天文学者は、低質量の褐色矮星と高質量の巨大ガス惑星の違いを解明することを熱望しています。これにより、アクシデントのような小さくてかすかな褐色矮星が有用なターゲットになります。
事故はまた、いくつかの奇妙なものでできているようです.宇宙が老化するにつれて、超新星は、天文学者が「金属」と呼ぶ、炭素や酸素などのより重い元素を大量に吐き出します。このため、宇宙の歴史の初期に形成された古い天体には金属がほとんど含まれていませんが、新しい天体には多くの金属が含まれています。しかし、私たちの地元の太陽系近隣地域で発見されたにもかかわらず、事故は金属が豊富な若い星の本拠地であるにもかかわらず、金属が不足しているように見えます.カークパトリック氏は、「これはおそらく古い褐色矮星であり、天の川銀河が現在のようにすべての金属を濃縮する前に作られたものだと考えています。 Casewell は、天の川を取り囲む外側の銀河暈から始まり、内側に移動した、銀河で「最初に形成された褐色矮星の 1 つ」である可能性が高いと付け加えました。
私たちの宇宙の他の多くの現象と同様に、この発見は、これらの不可解でありながら神秘的な物体があらゆる種類のフレーバーを持っていることを強調しており、厳密に定義されたカテゴリにそれらを適合させることは簡単な作業ではありません.一方、Caselden は、将来的にはこの分野により多くの貢献ができることを望んでおり、おそらく、何を探すべきかを知った今、同様のオブジェクトに焦点を合わせています. 「別の事故を見つけたい」と彼は言った。 「そして、事故にならないようにしたい」
訂正: 2021 年 8 月 5 日
この記事の以前のバージョンでは、核融合を維持するには、星のコアが摂氏 1 億度の温度に達する必要があると述べていました。非常に質量の小さい星は、摂氏 300 万度という低い温度で水素を燃焼させることができます。
