天文台准备探测数千颗难以捉摸的棕矮星揭开银河系之谜

有人可能会说棕矮星没有得到应有的关爱。它们有时被称为“失败的恒星”，没有足够的质量来维持核聚变，而核聚变为包括太阳在内的所有恒星提供动力。但它们也太大了，不能被视为行星，有些质量是木星的75倍。

尽管棕矮星并不完全符合这些常见的天体类别，但它们却为银河系的形成过程提供了重要线索。美国国家科学基金会和能源部维拉·C·鲁宾天文台将很快在太阳附近区域之外发现一群前所未见的棕矮星，为科学家绘制我们所在星系的历史和演化提供更多工具。

鲁宾天文台是美国国家科学基金会NOIRLab的一个项目，该项目将与SLAC国家加速器实验室共同运营鲁宾。

“棕矮星是一种难以分类的怪异中间物体，”美国国家科学基金会NOIRLab副天文学家、鲁宾天文台社区科学团队成员AaronMeisner说道。棕矮星不仅比恒星小，而且温度要低得多，表面温度约为0至2,000摄氏度(32至3,600华氏度)。这意味着它们在可见光谱中不会产生太多光，因此很难用光学望远镜探测到它们。

迈斯纳说：“我们可能正处于充满这些暗淡且难以看见的物体的海洋之中。”

棕矮星的这些特性不仅使其显得独特和难以捉摸，也使它们成为帮助科学家解开银河系形成和演化之谜的绝佳候选者，而银河系的形成和演化受到与附近较小星系合并的强烈影响。棕矮星的寿命比更大、更热的恒星更长，因此在早期宇宙中形成的遥远棕矮星仍然存在，基本没有变化，并包含有关银河系早期历史的宝贵信息。通过研究这些古老棕矮星的特性，科学家可以将它们追溯到原始星系，并揭示银河系恒星在宇宙时间中形成的任何变化。

从2025年底开始的十年间，鲁宾的西蒙尼巡天望远镜将从位于智利塞罗帕琼的有利位置扫描天空。每隔几晚，鲁宾将使用LSST相机(世界上最大的数码相机)拍摄覆盖整个可见天空的广阔而详细的图像。鲁宾的六个相机滤镜将传输各种波长的光，并进入近红外波段。鲁宾的近红外能力，加上其广阔的视野和深入太空的能力，将使其成为一个强大的探测器，可以探测主要发射红外光的暗淡物体，如棕矮星。

斯坦福大学博士后研究员克里斯蒂安·阿甘泽(ChristianAganze)最近对鲁宾将看到的遥远棕矮星进行了详细预测。

鲁宾将在比以往可见光巡天更远的距离捕捉到棕矮星发出的光。现有的光学巡天，如Pan-STARRS和斯隆数字巡天，主要帮助我们发现距离相对较近的棕矮星。

“目前的勘测范围是距离太阳约150光年，用于寻找银河系晕中的古老棕矮星，”迈斯纳说。“但鲁宾望远镜的观测范围将比这个范围远三倍。”距离的增加意味着可供科学家寻找和研究这些棕矮星的空间总量将进一步增加——这将为科学家提供迄今为止最大的此类暗淡天体样本。

迈斯纳等研究人员对于找到足够多的遥远棕矮星的前景感到兴奋，他们可以在群体层面而不是个体层面进行研究，这样他们就可以比较不同亚群的特性，并寻找它们分布的模式。

“鲁宾将揭示一个比我们迄今为止看到的大20倍的古老棕矮星群，”迈斯纳说。“这将使我们能够破译不同棕矮星来自银河系亚结构的哪些部分，并使我们对于银河系群落形成方式的理解取得重大进展。”

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