棕矮星是凉爽,暗淡的物体,其大小介于诸如木星或土星之类的天然气巨星和类似太阳的恒星之间。

有时被称为失败的恒星,它们太小,无法在其核心处维持氢聚变反应,但它们却具有恒星般的属性。

通常,它们的质量在11-16木星(可以维持氘聚变的近似质量)和75-80木星(可以维持氢聚变的近似质量)之间。

来自德克萨斯大学奥斯汀分校的Brendan Bowler博士及其同事想解决这个问题:行星系统外缘的巨型天然气行星是行星冰山的一角,还是褐矮星的低质量末端?

他们使用Keck II望远镜上的第二代近红外相机(NIRC2)以及斯巴鲁望远镜,拍摄了围绕其母恒星运行的巨型行星和褐矮星的图像。

他们将对27个系统的新观测结果与其他天文学家发表的所有先前观测结果结合在一起,或者将其用于望远镜档案中。

这时,计算机建模就进入了。他们创建了一个称为Orbitize!的适合轨道运行的代码。它使用开普勒行星运动定律来确定哪些类型的轨道与所测量的位置一致,哪些与所测量的位置不一致。

该代码为每个伴星生成一组可能的轨道。每个巨型行星或褐色矮星的轻微运动都会形成可能轨道的“云”。云越小,研究人员就越会接近同伴的真实轨道。而且,更多的数据点(即,每个物体绕轨道运动时更直接的图像)将完善轨道的形状。

斯坦福大学的天文学家埃里克·尼尔森(Eric Nielsen)博士说:“我们不用等几十到几个世纪就可以完成一个轨道,而是可以通过非常精确的位置测量来弥补我们数据较短的基线时间。”

“ Orbitize的一部分!我们专门为适应部分轨道而开发的OFTI(不耐烦的轨道)使我们甚至可以找到最长的同伴轨道。”

找到轨道的形状是关键:具有更多圆形轨道的物体可能像行星一样形成。就是说,当一团气体和尘埃塌陷形成恒星时,遥远的伴侣(和其他行星)由围绕着该恒星旋转的扁平化气体和尘埃盘形成。

另一方面,轨道更长的轨道可能像恒星一样形成。

在这种情况下,一团气体和尘埃塌陷形成恒星,但破裂成两团。

然后每个团块坍塌,一个团块形成一颗恒星,另一个团块棕色矮星围绕该恒星旋转。

这实际上是一个双星系统,尽管其中包含一个真实的恒星和一个棕色的矮星。

尼尔森博士说:“即使这些同伴已经有几百万年的历史了,但是关于它们如何形成的记忆仍然被它们如今的怪癖所编码。”

“偏心率是对物体轨道的圆形或细长程度的度量。”

“最重要的是,我们发现,当您在超过约15个木星质量的规范边界上划分这些天体时,与其他星体相比,我们称之为行星的事物确实确实具有更多的圆形轨道。其余的看起来像双星,”鲍勒博士说。