Mid-Infrared Photometry of Cold Brown Dwarfs: Diversity in Age, Mass and Metallicity
本文给出了12颗极晚型T矮星的Spitzer IRAC测光结果,其中9颗有[3.6]、[4.5]、[5.8]和[8.0]测光,3颗只有[3.6]和[4.5]测光。我们调查的趋势与类型和颜色的规划和解释调查最冷的T或Y矮星。有效温度T_eff低于700 K的棕矮星在3um以上的波长处有一半以上的辐射,并且中红外辐射与近红外辐射的比值对T_eff非常敏感。颜色H-[4.5]是T_eff的一个很好的指标,对金属丰度和重力的依赖性相对较弱。相反,颜色H-K和[4.5]-[5.8]对金属丰度和重力敏感。因此,近红外和中红外测光为褐矮星的基本性质提供了有用的指标,如果温度和重力是已知的,那么质量和年龄可以从演化模型中确定。已知有12颗H-[4.5]>3.0且500< T_eff K < 800的矮星,我们详细研究了它们。这些矮星的年龄从非常年轻(0.1-1.0 Gyr)到相对较老(3-12 Gyr)不等。质量范围可能低至5个木星质量,高至70个木星质量。金属丰度范围也很大,从[m/H] -0.3到[m/H]+0.3。到目前为止,UKIRT红外深空巡天发现的少量T8-T9矮星似乎大多是年轻的低质量矮星。为了获得冷褐矮星的重要中红外数据,并发现更多的这些罕见的物体,需要对中红外空间任务warm-Spitzer和WISE进行扩展。(节录)
2010-01-06 astro-ph.SR
Fundamental properties of Kepler and CoRoT targets -- IV. Masses and radii from frequencies of minimum $Δν$ and their implications
最近,Yildiz,Orhan和Kayhan通过分析90颗恒星的振荡频率,指出由He { \scriptsize II}电离带的毛刺所产生的参考频率($ν_{\rm min0}$,$ν_{\rm min1}$和$ν_{\rm min2}$)对确定它们的有效温度具有很强的诊断潜力。在这项研究中,我们继续分析相同的恒星,并计算它们的质量,半径和年龄从不同的标度关系,包括关系的基础上$ν_{\rm min0}$,$ν_{\rm min1}$和$ν_{\rm min2}$。对于大多数恒星,使用$ν_{\rm min0}$和$ν_{\rm min1}$计算的质量非常接近。对于38颗恒星,这些质量之间的差异小于0.024 ${\rm M}_\odot$。这些恒星的半径与$ν_{\rm min0}$和$ν_{\rm min1}$更接近,相差不到0.007 ${\rm R}_\odot$。这些恒星可能是最著名的类太阳振荡星,值得详细研究。我们推导出的质量和半径的小行星地震表达式显示出对金属丰度的轻微依赖。因此,我们开发了一种新的方法来计算初始金属丰度从这个表面金属丰度考虑到微观扩散的影响。初始金属丰度的时间依赖性显示了一些非常有趣的特征,这些特征对于我们理解银河系盘的化学富集可能很重要。根据我们的发现,盘的每个时代都有自己的最低和最高金属丰度值。似乎旋转速度与Skumanich关系给出的年龄的1/…
2019-09-20 astro-ph.SR
The Substellar Transition Zone: A Stretched Temperature Canyon in Brown Dwarf Population due to Unsteady Hydrogen Fusion
我总结了过渡和退化褐矮星的结果,在一系列题为原始非常低质量的恒星和褐矮星。我介绍了一个L亚矮星分类方案,它将L亚矮星分为三个金属子类。我还想提请你们注意过渡型棕矮星,它们的核心有长期不稳定的氢聚变,以补充其初始热能的耗散。根据最新的演化模型,具有太阳金属丰度的过渡型棕矮星的质量范围在0.065 - 0.079太阳质量之间。过渡型棕矮星的温度分布被拉伸到很大的范围,形成了一个亚恒星过渡区。星下过渡区是最重要的老晕人口和范围从1000 K到2200-3000 K取决于金属丰度。过渡带对我们观测褐矮星星群的性质有一定的影响。因为L场矮星是由质量很低的恒星、过渡型棕矮星和相对年轻的电子简并棕矮星组成。
2019-04-23 astro-ph.SR
The Deuterium-Burning Mass Limit for Brown Dwarfs and Giant Planets
没有公认的标准来区分棕矮星和行星。许多研究都使用或建议了一个基于物体质量的定义,以~13-木星质量(M_J)为氘的点火极限。在这里,我们调查各种氘燃烧质量的一系列模型。我们发现,虽然13 M_J通常是一个合理的经验法则,氘聚变质量取决于氦丰度,初始氘丰度,模型的金属丰度,以及一个对象的初始氘丰度的一部分必须燃烧,以使该对象有资格燃烧氘。尽管在大多数原棕矮星的情况下,如果物体的质量为~(13.0 +/- 0.8)M_J,50%的初始氘将燃烧,但全部可能性的范围要大得多。对于从零金属丰度到三倍太阳以上的模型,氘燃烧质量从~11.0 M_J(三倍太阳金属丰度时,燃烧初始氘量的10%)到~16.3 M_J(零金属丰度时,燃烧初始氘量的90%)。
2010-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Searching for chemical signatures of brown dwarf formation
最近的研究表明,质量在35-55 M $_{\rm Jup}$之间的褐矮星几乎没有作为恒星的伴星,这表明质量在这个差距之上和之下的物体可能有不同的形成机制。我们确定的基本恒星参数,以及个人的丰度已知有一个亚恒星伴侣在褐矮星制度的大样本恒星。样本被分为“大质量”和“低质量”棕矮星的恒星。根据先前的工作,考虑了42.5 M $_{\rm Jup}$的阈值。我们的研究结果证实,恒星与棕矮星的同伴不遵循公认的气体巨行星金属丰度相关性在主序星的主机。拥有“大质量”棕矮星的恒星显示出与没有已知行星或有低质量行星的恒星相似的金属丰度和丰度分布。我们发现一种趋势,恒星窝藏“小质量”的棕矮星有稍大的金属丰度,[X $_{\rm Fe}$ /Fe]值,和丰富的Sc II,Mn I,和Ni I相比,恒星有大质量的棕矮星。这些数据表明,正如以前报道的那样,大质量和低质量的褐矮星可能在周期和离心率上存在差异。我们发现了一个非金属依赖机制的证据,形成大质量的棕矮星。我们的研究结果与大质量褐矮星形成为恒星的情景一致。在高金属丰度时,核心吸积机制可能在低质量棕矮星的形成中变得有效,而在低金属丰度时,低质量棕矮星可能通过湍流原恒星盘中的引力不稳定性形成。
2017-02-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The statistical properties of protostellar discs and their dependence on metallicity
我们提出了分析的性质的大样本的原恒星盘形成的四个辐射流体动力学模拟的恒星团簇形成。四次计算的金属丰度分别为太阳金属丰度的0.01、0.1、1和3倍。计算分别处理尘埃和气体的温度,并包括一个热化学模型的弥漫星际介质。我们发现束缚原恒星系统的盘半径随着金属丰度的减小而减小,0.01倍和3倍太阳金属丰度计算的盘特征半径中值分别为$\approx20$和$\approx65$ au.孤立原恒星的圆盘质量和半径也倾向于随着金属丰度的降低而减小。我们发现,星周盘和轨道的绑定原恒星对,和两个自旋的两个原恒星都不太好地相互对齐与金属丰度较低比与较高的金属丰度。这些变化与金属丰度是由于增加小规模的碎片,由于较低的不透明度和较大的冷却速率与较低的金属丰度,这增加了恒星的多重性和增加动力学相互作用。我们比较了光盘的质量和半径的原恒星系统从太阳的金属丰度计算与最近的调查光盘周围的0类和I类对象在猎户座和英仙座恒星形成区域。模拟圆盘的质量和半径与观察到的0类和I类圆盘具有相似的分布。
2021-10-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Primeval very low-mass stars and brown dwarfs -- VII. The discovery of the first wide M + L extreme subdwarf binary
我介绍了第一个宽M + L极亚矮星双星系统Gaia J 0452 $-$ 36 AB的发现。这颗双星的距离为137.27 $^{+0.68}_{-0.67}$ pc,预计距离为15828 $\pm$ 78 au。我将盖亚J 0452 $-$ 36 AB分别归类为esdM 1和esdL 0次矮星。Gaia J 0452 $-$ 36 AB具有典型的晕轮运动学,金属丰度为[Fe/H] $\approx -1.4$,温度分别为$\sim$ 3550和2600 K。盖亚J 0452 $-$ 36 AB是一对质量非常低的恒星,质量分别为0.151 $^{+0.029}_{-0.019}$和0.0855 $^{+0.0014}_{-0.0010}$ M $_{\odot}$,是一个引力束缚系统。我用盖亚J 0452 $-$ 36 AB和一个已知金属丰度的M和L亚矮星样本测试了现有M亚矮星分类方案的金属丰度一致性。我发现由金属丰度指数$ζ_{\rm CaH/TiO}$定义的每个M亚型的金属丰度从中期到晚期M亚型并不一致。由于晚型M和L型次矮星的大气层中含有大量的尘埃和高的表面重力,这对分类中使用的CaH和TiO指标有很大的影响。$ζ_{\rm CaH/TiO}$指数可能高估了晚型M型次矮星的金属丰度标度。我讨论了M次矮星的质量范围,并解释了晚型M极端和超次矮星的缺乏,以及从sdM到esdM和us…
2019-08-22 astro-ph.SR
Stellar Diameters and Temperatures II. Main Sequence K & M Stars
我们利用CHARA阵列对21颗K-和M-矮星的直径进行了干涉测量.这个样本通过文献半径测量增强,形成33个K-M矮星的数据集,直径测量优于5%。对于所有33颗恒星,我们计算绝对光度,线性半径和有效温度(Teff)。我们建立了\simK 0 ~ M4主序星的Teff、半径、光度与宽波段色指数和金属丰度之间的经验关系。这些关系对于[Fe/H] = -0.5和+0.1 dex之间的金属丰度是有效的,并且对于Teff、半径和光度分别精确到~ 2%、~ 5%和~4%。我们的研究结果表明,它是必要的,使用金属丰度相关的转换转换成恒星Teffs,半径和光度的颜色。我们发现,全球恒星性质之间的关系对金属丰度不敏感,例如,Tef-半径和Tef-光度。与演化模型在光度-Teff和光度-半径平面上的预测相比,对单个恒星的Teff和半径的稳健检验表明,模型高估了Teff < 5000 K的恒星的Teff约3%,低估了半径< 0.7 R \odot的恒星的半径约5%。这些结论还表明,模型高估了恒星金属丰度可能对天体物理性质的影响。通过比较单星和食双星的干涉测量半径,我们发现单星和双星的半径是一致的。然而,双星的文献Teffs系统地比单星的Teffs低约200至300 K。最后,我们提出了一个经验确定的HR图,共74附近,主序星,A-M型恒星,并定义区域的可居住性的潜在存在的亚恒星质量同伴在每个系统。[删节]
2012-08-20 astro-ph.SR
The Metallicity of the CM Draconis System
天龙座CM系统由两颗质量几乎相等的中M矮星组成,它们在一个1.27天的轨道上运行。这颗食双星经常被用于恒星模型的基准测试,因为它的组成部分是质量最低的恒星之一,具有良好的测量质量和半径(相对精度约为1%)。然而,与许多其他低质量恒星一样,非磁性模型无法在5-10%的水平上匹配CM Dra的观测半径和有效温度。到目前为止,该系统的金属丰度不确定,使得理论等时线与观测结果的比较变得复杂。在这封信中,我们使用的数据从SpeX仪器上的NASA红外望远镜设施(IRTF),以测量系统的金属丰度在主日食和次日食,以及出日食,基于经验的金属丰度校准在H和K近红外(NIR)波段。我们推导出[Fe/H] = -0.30 +-0.12,这在所有轨道相位上都是一致的。该系统的[Fe/H]的测定约束了试图调和模型等时线预测和观测时参数空间的关键维度。
2012-10-17 astro-ph.SR
A Continuum of Planet Formation Between 1 and 4 Earth Radii
人们早就知道,金属丰度高的恒星比金属丰度低的恒星更有可能拥有巨行星。然而,对主恒星金属丰度和小行星性质之间的联系的研究才刚刚开始。最近有人认为,开普勒发现的具有系外行星候选者的恒星的金属丰度分布为三个不同的系外行星群提供了证据,它们的行星半径边界分别为1.7 R_Earth和3.9 R_Earth。这表明超级地球、迷你海王星和巨行星有三种不同的行星形成途径。然而,正如我通过三个独立的分析所显示的那样,实际上没有证据表明建议的半径边界在1.7 R_Earth。另一方面,更严格的计算表明,行星半径和金属丰度之间的单一连续关系更适合数据。因此,行星半径和金属丰度数据并没有提供小行星的不同类别的证据。这表明,在一个典型的原行星盘中的行星形成过程产生了一个连续的行星大小在1 R_地球和4 R_地球之间。因此,目前可获得的太阳金属量F和G恒星的行星半径和金属量数据没有理由认为原行星盘中的固体物质的数量决定了超级地球或迷你海王星的形成。
2015-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
When LAMOST meets Gaia DR3 Exploring the metallicity of open clusters
本研究利用Gaia DR3和LAMOST数据测量1131个疏散星团的金属丰度,通过GALAH光谱校正,揭示金属丰度梯度并推断太阳附近星团多起源于外盘。
2024-11-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
GPI Spectroscopy of the Mass, Age, and Metallicity Benchmark Brown Dwarf HD 4747 B
在太阳型恒星附近发现的褐矮星伴星的物理性质可以根据其质量、年龄、化学成分和其他参数的独立测量进行基准测试,从而提供对亚恒星物体演化的见解。TRENDS高对比度成像巡天最近发现了一颗(质量/年龄/金属丰度)基准褐矮星,它围绕着附近的G8 V/K 0 V恒星HD 4747(d=18.69+/-0.19 pc)运行。我们使用双子座行星成像仪获得了HD 4747 B的后续光谱测量,以研究其光谱类型,有效温度,表面重力和云特性。在H波段和K1波段获得的观测恢复了伴星,并揭示它在L/T跃迁(T1+/-2)附近。拟合大气模型的同伴光谱,我们发现云的存在的强有力的证据。然而,光谱模型不能令人满意地拟合完整的数据集:虽然光谱的形状可以在单个滤波器中很好地匹配,但整个通带的联合拟合会导致差异,这是棕矮星固有颜色的结果。我们还发现了一个$2σ$紧张的同伴质量,年龄和表面重力相比,进化模型。这些结果突出了使用基准对象来研究“二次效应”的重要性,如金属丰度,非平衡化学,云参数,电子传导,非绝热冷却,以及影响紧急光谱的其他微妙之处。作为一个新的L/T转换基准,HD 4747 B保证进一步研究云物理建模使用更高分辨率的光谱在更广泛的波长范围内,偏振观测,并继续多普勒径向速度和天体测量监测。
2018-01-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Surface brightness-color relations for red giant branch stars: Observational constraints on metallicity effects using the ARD method
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);Key Laboratory for Structure and Evolution of Celestial Objects, Chinese Academy of Sciences(中国科学院天体结构与演化重点实验室);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);University of the Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
利用APOKASC-3中2000多颗红巨星支恒星,结合星震学半径和Gaia距离推导的角直径,校准了面亮度-颜色关系,发现金属丰度效应在V-K_s=2-3范围内很弱,对预测角直径影响小于1%。
2026-06-23 astro-ph.SR
Near-infrared spectra of the inflated post-common envelope brown dwarf NLTT 5306B
NLTT 5306是一颗共包络双星,由一颗白矮星和一颗褐矮星伴星组成,尽管没有填满洛希叶,但已经显示出膨胀和活跃的质量捐赠的证据。褐矮星膨胀的两个机制是磁相互作用和高金属丰度的多云大气。我们提出了中等分辨率($R\lesssim2000$)$J$带凯克/NIRSPEC观测这个系统。这些相位分辨的数据使我们能够限制棕矮星白天和黑夜侧大气参数之间的差异。我们的白天和夜间有效温度测量结果是一致的,与Casewell等人2021 a的亮度温度测量结果一致。昼面的表面重力较低,可能是由于两个物体之间的物质流动。最后,我们的数据显示出对低金属丰度模型的偏好。这是可以从系统的年龄预期的,但提供了直接的证据,表明高金属含量,多云的棕矮星大气层不是见证膨胀的原因。这些结果加强了磁相互作用导致NLTT 5306 B膨胀的情况。
2022-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
CFBDSIR 2149-0403: young isolated planetary-mass object or high-metallicity low-mass brown dwarf??
我们对候选的自由浮动行星CFBDSIR~J214947.2-040308.9进行了多波长,多仪器观测表征,这是一颗可能具有低重力特征的晚期T矮星,以限制其物理性质。我们分析了9个小时的X-射手光谱与信号检测从0.8- 2.3 $μ$ m,以及额外的测光在中红外使用斯皮策太空望远镜。结合VLT/HAWK-I天体测量视差,这使得从可见光到5 $μ$ m的绝对通量的完整特征,包括超过90%的预期能量由这样一个冷的晚期T型物体发射。我们的频谱分析还提供了径向速度,因此确定其完整的三维运动学。虽然我们的新光谱证实了CFBDSIR 2149的低重力和/或高金属丰度,但视差和运动学安全地排除了任何已知的年轻运动群的成员资格,包括AB~Doradus。我们使用的KI在1.25 $μ$ m的双峰的等效宽度作为一个有前途的工具来区分低重力的影响,从高金属丰度的冷大气的发射光谱的影响。在CFBDSIR 2149的情况下,观察到的KI双峰明显有利于低重力溶液。因此,CFBDSIR 2149是一颗特殊的晚T矮星,可能是一颗年轻的行星质量天体(2- 13兆木星,$<$ 500百万年),可能类似于系外行星51 Erib,或者可能是一颗2- 40兆木星的棕矮星,具有超太阳的金属丰度。
2017-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust in brown dwarfs and extra-solar planets II. Cloud formation for cosmologically evolving abundances
亚恒星物体的寿命非常长。对于较老天体的宇宙学结果是重元素的丰度较低,这导致了天体在金属丰度上的广泛分布,因此在年龄上。在其凉爽的大气中,尘埃云成为主要特征,影响重元素的不透明度和剩余的气相丰度。研究了恒星金属丰度对亚恒星大气尘埃形成的影响,以及对尘埃云结构的影响和对大气的反馈。我们利用数值模拟,我们解决了一组力矩方程,以确定准静态尘埃云结构(DRIFT)。这些方程模型的成核,复合颗粒的动力学生长,它们的蒸发和重力沉降作为一个固定的尘埃形成过程。元素守恒方程增加了这个系统的方程,包括元素补充对流过冲。与大气代码(PHOENIX)的集成允许确定一致的(T,p,v_conv)结构,因此也可以计算合成光谱。DRIFT-PHOENIX模型大气的网格计算了广泛的金属丰度,以便系统地研究整个宇宙演化过程中的大气云结构。我们甚至在最贫金属([M/H]=-6.0)的褐矮星大气中也发现了尘埃云。只有最年轻的褐矮星和巨型气体行星中质量最大的才能抵抗尘埃的形成。对于非常低的重元素丰度,逆温的发展有一个巨大的影响尘埃云结构。我们进一步表明,灰尘与气体的比例不与对象的[M/H]的线性比例对于一个给定的有效温度。
2009-08-25 astro-ph.SR
The TRENDS High-Contrast Imaging Survey. VI. Discovery of a Mass, Age, and Metallicity Benchmark Brown Dwarf
亚恒星天体的质量和年龄是退化参数,在没有额外信息的情况下,使褐矮星的演化状态变得模糊不清。理论模型通常用于帮助区分年老的大质量棕矮星和年轻的低质量棕矮星,但这些模型尚未得到适当的校准。我们已经开展了一项红外高对比度成像计划,目标是探测作为附近恒星同伴的亚恒星物体,以帮助打破推断的物理性质(如质量,年龄和成分)的简并。而不是单独使用成像观测,我们的目标是预先选择的基础上存在的动态加速度从多年的恒星径向速度(RV)测量。在本文中,我们发现了一个罕见的基准褐矮星围绕附近的($d=18.69\pm0.19$ pc),太阳型(G9 V)恒星HD 4747([Fe/H]= $-0.22\pm0.04$),投影距离只有$ρ=11.3\pm0.2$ AU($θ\approx$ 0.6”)。经过18年的精确多普勒测量,揭示了伴星的轨道,并使我们能够使用动力学($m \sin(i) = 55.3\pm1.9M_J$)对其质量进行强有力的限制。相对测光($ΔK_s=9.05\pm0.14$、$M_{K_s}=13.00\pm0.14$、$K_s - L' = 1.34\pm0.46$)显示HD 4747 B很可能是一颗晚型L矮星,如果靠近L/T转换,则是研究云物理、变率和偏振的有趣来源。我们估计一个模型依赖的质量$m=72^{+3}_{-13}M_J$的年龄为$3.3^{+2.3}_{-1.9}$陀螺仪…
2016-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The radii of M-dwarfs in the young open cluster NGC 2516
使用一种新的技术,它结合了以前确定的旋转周期与新的光谱测定投影旋转速度,我们已经确定了半径快速旋转,低质量(0.2-0.7 Msun)的M-矮星的年轻,太阳金属丰度疏散星团,NGC 2516。在给定的绝对I或K星等下,平均半径大于模型预测,也大于磁性不活跃的M矮星的测量半径;对于我们样本中最低光度的恒星,差异从百分之几增加到百分之五十。我们表明,一个简单的双温度星点模型是广泛能够解释这些意见,但需要点覆盖率约为50%的快速旋转的M-矮星。
2009-08-10 astro-ph.SR
The Transition from Giant Planets to Brown Dwarfs beyond 1 au from the Stellar Metallicity Distribution
California Institute of Technology(加州理工学院);University of California Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
研究发现从1天文单位外恒星金属分布中巨行星向棕矮星的过渡质量为γ=27±8+12 M_Jup,且该过渡与恒星金属含量相关。
2025-12-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Impact of Irradiation on the Radius and Thermal Evolution of Transiting Brown Dwarfs
School of Earth and Space Exploration, Arizona State University(亚利桑那州立大学地球与空间探索学院);Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校天文学与天体物理系);Institute for Astronomy, University of Hawai‘i(夏威夷大学天文研究所);William H. Miller III Department of Physics & Astronomy, Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学威廉·H·米勒三世物理与天文学系)
研究通过直接测量穿越棕矮星的质量和半径,探讨其内部和演化的模型,发现强辐射显著影响棕矮星和巨行星的最小质量边界,且比金属丰度或云层影响更显著。
2025-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Large Sample of JWST/NIRSpec Brown Dwarfs: New Distant Discoveries
本研究利用4万余条JWST/NIRSpec光谱发现12颗新遥远褐矮星候选体(含2颗距银心超5kpc的银河系最远褐矮星),通过多模型光谱拟合验证SAND模型对贫金属云效应的表征优势,并初步探究褐矮星垂直金属丰度梯度无显著趋势。
2025-10-02 astro-ph.SR
CFBDS J111807-064016: A new L/T transition brown dwarf in a binary system
恒星-亚恒星双星系统非常罕见,并提供了有趣的基准。它们限制了亚恒星大气的复杂物理学,因为亚恒星次级的几个物理参数可以从特征更好的主序星中确定。我们报告了CFBDS J111807-064016的发现,它是2 MASS J111806.99-064007.8的T2褐矮星伴星,2 MASS J111806.99-064007.8是一颗低质量的M4.5-M5恒星。这颗褐矮星是在加拿大-法国褐矮星巡天中发现的。在50-120 pc的距离,7.7角秒的角距对应于390-900 AU的投影间距。主系统没有显示出阿尔法辐射,因此系统的年龄下限约为6 Gyr。运动学也与旧薄盘的成员资格一致。我们获得了近红外光谱,再加上最近的大气模型,使我们能够确定这两个组件的有效温度和重力。根据这些参数和年龄限制,演化模型估计M矮星的质量为0.10至0.15 Msol,T矮星的质量为0.06至0.07 Msol。这个系统是一个特别有价值的基准,因为褐矮星是一个早期的T:在L/T转换时发生的云清除对重力,金属丰度和详细的尘埃性质非常敏感,并产生了大量的颜色散射。这个T2矮星,其金属丰度从主要测量,其质量和重力比年轻的早期Ts更好地约束,将锚定我们对L/T过渡棕矮星颜色的理解。它也是质量最大的T型矮星之一,刚好低于氢燃烧极限,所有这一切使它成为探索褐矮星大气和演化模型的主要探测器。
2013-09-05 astro-ph.SR
A Systematic Trend in the Observed vs. Predicted Radii of Transiting Brown Dwarfs
University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
该研究通过对比31个凌行褐矮星的观测与预测半径,发现存在半径相关的膨胀趋势,否定恒星加热为主要原因,该趋势或影响直接成像行星质量估计。
2026-08-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The statistical properties of stars and their dependence on metallicity: the effects of opacity
我们报告的统计性质的恒星和褐矮星从四个辐射流体动力学模拟恒星团簇形成,解决质量下降到不透明度限制碎片。除了尘埃和气体的不透明度外,计算结果是相同的。假设尘埃的不透明度与金属丰度成正比,计算的金属丰度范围从1/100到3倍太阳,尽管我们强调改变金属丰度有其他热力学效应,计算没有捕获(例如气体和尘埃之间的热耦合)。所有四个计算产生的恒星星族的统计特性是很难区分观察到的恒星系统,我们发现没有显着的恒星性质的不透明度的依赖。多恒星系统的质量函数和性质是一致的。然而,我们发现原恒星合并更常见的低不透明度。综合三次计算的结果,我们得到了一个由500多颗恒星和棕矮星组成的恒星星族。这个群体的许多统计特性与我们银河系中观察到的一致,这意味着重力,流体动力学和辐射反馈可能是确定低质量恒星统计特性的主要成分。然而,我们确实发现,计算可能有点过于耗散的迹象。虽然需要进一步的计算来了解金属丰度对恒星性质的所有影响,但我们得出结论,恒星性质对尘埃和气体不透明度的变化具有惊人的弹性。
2014-05-22 astro-ph.SR
Modeling the Protoplanetary Disks of Two Brown Dwarfs in the Taurus Molecular Cloud
测量褐矮星周围原行星盘的性质对于理解褐矮星及其行星同伴的形成至关重要。我们提出了CFHT Tau 4和2 M0444的模型,这两颗棕矮星在金牛座分子云中具有原行星盘。通过结合建模的光谱能量分布和ALMA图像,我们得到这些对象的磁盘半径和质量,这些参数可以用来约束褐矮星的形成和行星形成,分别。我们发现CFHT Tau 4周围的圆盘质量为0.42 M $_{Jup}$,半径为80 au;我们发现2 M 0444的圆盘质量为2.05 M $_{Jup}$,半径为100 au。这些半径是更一致的理论模拟预测的褐矮星形成通过不受干扰的冷凝从质量水库比那些预测的喷射从形成区域。此外,2 M 0444的盘质量表明,在这个盘中可能有行星形成,尽管2 M 0444的盘质量可能不足以形成行星。这里测量的磁盘属性提供了限制褐矮星形成的理论模型和它们的行星同伴的形成。
2019-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Silicate Precursor Silane detected in Cold Low-Metallicity Brown Dwarf
本文利用JWST在极低金属丰度褐矮星W1534中首次探测到硅烷(SiH4),揭示低金属环境下硅酸盐云形成受抑制使SiH4得以存留并被垂直混合输送至可观测光球层,从而验证了成分、云形成与大气混合之间的耦合关系。
2025-09-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Massive Star Population in M101. II. Spatial Variations in the Recent Star Formation History
我们调查的恒星形成历史(SFH)作为半径的函数在M101使用档案HST/ACS测光。我们从5个2'宽环带中的分辨恒星星族导出了SFH。将SFH与H $α$、远紫外(FUV)和近紫外(NUV)辐射追踪的恒星星族对应的时间框架进行绑定,我们发现,在内部区域,年轻到足以对H $α$做出贡献的恒星星族的比例为15%-35%,而在外部区域则不到5%。这为在大半径下H $α$发射的缺乏提供了充分的解释。我们还在我们的五个环的蓝,红超巨星的比例模型,检查的影响,金属丰度梯度和变量SFH预测的比例,并与观测值进行比较。我们发现,我们模拟的蓝红超巨星的比率的径向行为是高度敏感的SFH和金属丰度的空间变化。将导出的SFH转化为模型化的比率,我们发现,我们能够重现在大半径(低金属丰度)的观测值,但在小半径(高金属丰度)的模型化和观测到的比率是不一致的。
2014-06-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Properties and occurrence rates of $Kepler$ exoplanet candidates as a function of host star metallicity from the DR25 catalog
系外行星的出现率与其宿主恒星性质之间的相关性为行星形成过程提供了重要线索。我们研究了观测到的系外行星的性质(半径,质量和轨道周期)作为其宿主恒星金属丰度的函数的依赖性。我们分析了来自最新$Kepler$数据发布DR 25(Q1-Q17)的2800多个$Kepler$候选者的行星半径和轨道周期,并根据$Gaia$ ~ DR 2作为宿主恒星金属丰度的函数(来自Q1-Q17(DR 25)恒星和行星目录)修订了行星半径。通过更大的样本和改进的半径测量,我们能够重新确认文献中以前的结果。我们发现,随着行星半径的增加,主恒星的平均金属丰度增加。我们证明了这一点,首先计算不同半径箱的平均宿主恒星金属丰度,然后通过计算行星半径和宿主恒星金属丰度的函数的发生率来补充这些结果。我们发现一个类似的趋势之间的主恒星金属丰度和行星质量:平均主恒星金属丰度增加,行星质量的增加。然而,对于质量为$> 4.0\, M_\mathrm{J}$的行星,这种趋势正好相反:主恒星的金属丰度随着行星质量的增加而下降。我们进一步研究了主恒星金属丰度和行星轨道周期之间的相关性。我们发现,对于轨道周期小于10天的行星,主恒星的平均金属丰度高于周期大于10天的行星。
2018-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Metal-Depleted Brown Dwarfs
本章回顾了我们目前对光谱类型晚于M7的贫金属超冷矮星的认识。目前的人口普查的M,L和T次矮星进行了探讨。描述了从光学到中红外的次矮星的主要颜色趋势,并介绍了它们的光谱特征,从而得出了初步的和暂定的光谱分类,将来发现更多的这种贫金属天体时,可能会发生重大变化。它们的多样性和它们的物理参数(有效温度,重力,金属丰度和质量)的测定进行了讨论。最后,提出了一些建议和未来的指导方针,以促进我们对银河系最古老和最酷的成员的了解。
2018-04-10 astro-ph.SR
Unraveling the Brown Dwarf Desert: Four New Discoveries and a Unifying, Period-Coded Picture
Czech Academy of Sciences(捷克科学院);Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森天体物理中心);Universidad Adolfo Ibáñez(阿道夫·伊巴涅斯大学);Millennium Institute for Astrophysics(天体物理学千年研究所);Astronomical Institute of Charles University(查理大学天文研究所);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);The Ohio State University(俄亥俄州立大学);University of Leicester(莱斯特大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Sofia University “St Kliment Ohridski”(索非亚“圣克利门特·奥赫里德斯基”大学)
研究通过TESS数据发现四颗新确认的凌日褐矮星,揭示长周期褐矮星的金属贫乏分布,提出周期编码的褐矮星形成机制。
2026-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
A discontinuity in the $T_{\rm eff}$-radius relation of M-dwarfs
我们报告了13个新的高精度测量恒星直径的低质量的矮星通过近红外线长基线干涉测量与PIONIER在甚大望远镜干涉仪。加上来自盖亚DR 2的精确的测量,这些测量提供了它们的线性半径,有效温度,质量和光度的精确估计。这使我们能够改进有效温标,特别是对最冷的M矮星。我们测量晚型恒星的金属丰度略有膨胀的半径,而恒星的金属丰度降低,我们测量较小的半径。进一步证明了M矮星的Gaia DR 2有效温度被$\sim$低估了8.2%,并给出了一个经验的$M_{G}$ - $T_{\rm eff}$关系式,该关系式更适合于$T_{\rm eff}$在2600 ~ 4000 K之间的M矮星.最重要的是,我们能够观察到的不连续性,在$T_{\rm eff}$半径平面,这可能是由于过渡部分对流M-矮星的完全对流制度。我们发现这种转变发生在3200 K和3340 K之间,或者等价于质量为$\approx 0.23 M_{\odot}$的恒星。我们发现,在这个过渡区的恒星半径的范围从0.18到0.42 $R_{\odot}$相似的恒星有效温度。
2019-01-23 astro-ph.SR
Primeval very low-mass stars and brown dwarfs. I. Six new L subdwarfs, classification and atmospheric properties
我们已经进行了一个搜索L亚矮星候选人的测光目录中的UKIRT红外深空巡天和斯隆数字巡天。我们的候选人中有六个在光学和/或近红外波长的光谱上被确认为L亚矮星。我们还提出了三个以前已知的L亚矮星(WISEA J001450.17-083823.4,2 MASS J 00412179 +3547133,ULAS J124425.75+102439.3)的新光谱。我们研究了已知L型次矮星的光谱类型和金属丰度亚类分类。总结了不同光谱类型和亚类的L次矮星的光谱性质。我们将这些新的L次矮星的光谱与已知的L次矮星和L矮星标准进行比较,从而对它们进行分类。我们估计的温度和金属丰度的22晚型M和L的次矮星通过比较它们的光谱BT-Settl模型。我们发现L次矮星的温度在1500 K到2700 K之间,根据不同的子类和亚型,它比类似类型的L矮星高出大约100-400 K。我们限定了M、L和T亚矮星的金属丰度范围。我们还讨论了L和T型次矮星的光谱类型和绝对星等关系。
2016-11-09 astro-ph.SR
Stellar and brown dwarf properties from numerical simulations
我们审查的统计性质的恒星和褐矮星的恒星团簇形成的第一流体动力学模拟产生一千多颗恒星和褐矮星,同时解决最低质量的褐矮星(那些与质量设置的不透明度限制碎片),二进制分离下降到1 AU,和光盘半径大于10 AU。特别是,我们提出了计算的甚低质量和褐矮星双星,这是以前没有公布的偏心率分布。
2010-04-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
A T8.5 Brown Dwarf Member of the Xi Ursae Majoris System
宽视场红外巡天探测器发现了一颗T8.5褐矮星(WISE J111838.70+312537.9),它与太阳邻域(8 pc)的四重恒星系统-大熊座Xi表现出共同的自行。角距为8.5弧分,预计物理距离约为4000 AU。根据该系统的亚太阳金属丰度和低色球活动性,推测该系统的年龄至少为2 Gyr。棕矮星的红外光度和颜色表明,这颗伴星的质量在14到38木星质量之间,系统年龄分别为2和8 Gyr。
2013-01-31 astro-ph.SR
Testing Models with Brown Dwarf Binaries
我们一直在使用凯克激光导星自适应光学来监测超冷双星的轨道,在比以前更低的光度和温度下提供动态质量,并对理论模型进行强有力的测试。(1)我们发现,模型颜色星等图不能可靠地用来推断质量,因为它们不能准确地再现已知质量的超冷矮星的颜色。(2)从演化模型半径推断出的有效温度可能与通过将观测光谱与大气模型拟合得出的温度不一致,最多不一致100-300 K。(3)对于具有精确质量(3%)和年龄测定(~25%)的单对褐矮星,测量的光度比模型冷却速率预测的高2- 3倍(从Lbol和年龄推断的质量比测量的大20-30%)。最后,随着具有测量轨道的双星样本的增长,褐矮星形成理论的新测试成为可能(例如,测试理论偏心率分布)。
2009-12-03 astro-ph.SR
Benchmark Transiting Brown Dwarf LHS 6343 C: Spitzer Secondary Eclipse Observations Yield Brightness Temperature and mid-T Spectral Class
没有可测量质量、半径和光度的实地褐矮星类似物,排除了我们将具有可测量质量和半径的过境褐矮星与具有可测量光度和大气性质的实地褐矮星联系起来的能力。LHS 6343 C是一颗弱辐射的褐矮星,在开普勒场中穿过M+M双星的一个成员,它提供了第一个探测具有测量质量和半径的非膨胀褐矮星大气的机会。在这里,我们分析了LHS 6343 A后面的LHS 6343 C的四次斯皮策观测。联合拟合的日食与高斯过程噪声模型的仪器系统学,我们测量的日食深度为1.06 \pm 0.21 ppt在3.6微米和2.09 \pm 0.08 ppt在4.5微米,对应的亮度温度分别为1026 \pm 57 K和1249 \pm 36 K。然后,我们应用棕矮星演化模型来推断热光度日志(L_star / L_sun)= -5.16 \pm 0.04。已知LHS 6343 C系统中的褐矮星和两颗M矮星的物理性质,这些深度与年龄为5 Gyr的1100 K T矮星的模型和温度为1070 \pm 130 K的T5-6矮星的经验观测相一致。我们调查的可能性,LHS 6343 C的轨道已被改变的Kozai-Lidov机制,并提出额外的天体测量或罗斯特-麦克劳克林测量系统探测系统的动力学历史。
2016-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
TOI-811b and TOI-852b: New transiting brown dwarfs with similar masses and very different radii and ages from the TESS mission
我们报告了两个过境棕矮星(BD),TOI-811 b和TOI-852 b,从美国宇航局的过境系外行星调查卫星任务的发现。这两个过境BD有类似的质量,但非常不同的半径和年龄。它们的宿主恒星具有相似的质量、有效温度和金属丰度。较年轻和较大的过境BD是TOI-811 b,质量为$M_b = 55.3 \pm 3.2{\rm M_J}$,半径为$R_b = 1.35 \pm 0.09{\rm R_J}$,它以$P = 25.16551 \pm 0.00004$天为周期绕其宿主恒星运行。它的年龄$93^{+61}_{-29}$ Myr,我们从应用陀螺年代学得到它的宿主星,这就是为什么这个BD的半径相对较大,而不是从它的宿主星加热,因为这个BD的轨道周期比大多数已知的过境BD更长。这种对TOI-811 b年轻的限制使我们能够测试亚恒星质量半径等时线,其中BD的半径随着年龄的变化而迅速变化。TOI-852 b是一个更老(4.0 Gyr,来自主星的恒星等时线模型)和更小的凌日BD,质量为$M_b = 53.7 \pm 1.3{\rm M_J}$,半径为$R_b = 0.75 \pm 0.03{\rm R_J}$,轨道周期为$P = 4.94561 \pm 0.00008$天。TOI-852 b加入了其他古老的凌日BD的行列,这些BD描绘出了最古老的亚恒星质量半径等时线,其中BD半径的收缩逐渐减缓。…
2021-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Helios-r2 -- A new Bayesian, open-source retrieval model for brown dwarfs and exoplanet atmospheres
我们提出了一个改进的,混合的CPU-GPU大气检索代码,太阳神-R2,这是适用于中等分辨率的发射光谱的棕矮星,在准备精确的大气光谱学在詹姆斯韦伯太空望远镜的时代。该模型在Exoclimes模拟平台上以开源代码的形式提供。我们对Helios-R2进行了一系列不同难度的测试。最简单的测试包括在使用相同的辐射转移技术、相同的不透明度实现和相同的化学模型生成的正演模型上进行模拟反演。最不平凡的测试涉及模拟检索合成光谱从索诺拉模型网格,它使用不同的辐射转移技术,不同的实现不透明度,和不同的化学模型。一个校准因子,这是包括捕捉褐矮星半径的不确定性,到褐矮星的距离和光谱的通量校准,可能会补偿,有时错误的,在建模选择和实施的差异。我们分析了基准褐矮星GJ 570 D和Epsan-Indi系统中的双星褐矮星伴星的光谱。检索到的表面重力与以前的研究和/或从动力学质量推断的值是一致的(仅适用于Ependium Indi Ba和Bb)。关于如何拒绝恢复的棕矮星半径的非物理值,仍然没有明确的标准。应非常谨慎地对待推断出的半径和相应的质量。检索到的碳氧比和金属丰度取决于是否假设化学平衡。
2020-02-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Sonora Substellar Atmosphere Models. II. Cholla: A Grid of Cloud-free, Solar Metallicity Models in Chemical Disequilibrium for the JWST Era
系外行星和褐矮星的大气层通常显示出化学不平衡的迹象。在詹姆斯·韦伯太空望远镜时代,直接成像的系外行星的高分辨率光谱将允许更详细地描述其大气层,并允许系统测试这些大气层中偏离热化学平衡的化学物质的存在。限制这些大气中不平衡化学的存在作为参数的函数,如它们的有效温度和表面重力,将使我们能够更好地约束这些大气的物理学。本文是介绍索诺拉大气网格模型的一系列工作的一部分(Marley et al 2021,Morley et al in prep.)。在本文中,我们提出了一个网格的无云,太阳的金属丰度大气的棕矮星和宽分离的巨行星的关键分子物种,如CH 4,H2O,CO和NH3的不平衡。网格覆盖了Teff~[500 K,1300 K],logg~[3.0,5.5](cgs)和logKzz=2,4和7(cgs)的大气。我们研究了网格内不同参数对大气温度和成分分布的影响。我们讨论了它们对我们的模型大气的近红外颜色的影响,以及使用JWST对CH 4,H2O,CO和NH3的探测能力。我们将我们的模型与现有的MKO和斯皮策观测的棕矮星进行比较,并验证了T矮星大气的不平衡化学的重要性。最后,我们将讨论我们的模型如何帮助约束这些大气的垂直结构和化学成分。
2021-10-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Candidate Brown-dwarf Microlensing Events with Very Short Timescales and Small Angular Einstein Radii
短时间尺度的微透镜事件很可能是由亚恒星棕矮星(BD)产生的,但是仅仅基于事件时间尺度$t_{\rm E}$很难安全地识别BD透镜,因为短时间尺度的事件也可以由具有高相对透镜源自行的恒星透镜产生。在本文中,我们报告了在2016 - 2019年观测季节发现的事件中,通过寻找不仅具有短时间尺度($t_{\rm E} \lesssim 6~{\rm days}$)而且具有非常小的爱因斯坦角半径($θ_{\rm E}\lesssim 0.05~{\rm mas}$)的透镜事件发现的三个强候选BD透镜事件。这些事件包括MOA-2017-BLG-147、MOA-2017-BLG-241和MOA-2019-BLG-256,其中前两个事件由单透镜产生,最后一个事件由双透镜产生。根据结合$t_{\rm E}$和$θ_{\rm E}$约束进行的贝叶斯分析,估计单个事件的晶状体质量为$0.051^{+0.100}_{-0.027}~M_\odot$、$0.044^{+0.090}_{-0.023}~M_\odot$和$0.046^{+0.067}_{-0.023}~M_\odot/0.038^{+0.056}_{-0.019}~M_\odot$,并且对于所有事件,晶状体质量小于恒星下限的概率为$\sim 80\%$。我们指出,短时间尺度的透镜事件的常规透镜质量测量需要调查模式的天基观测。
2019-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Strikingly Metal-Rich Halo of the Sombrero Galaxy
草帽星系(M 104 = NGC 4594)的性质仍然难以捉摸,尽管有许多不同波长的观测研究。在这里,我们提出了哈勃太空望远镜成像的两个领域在$\sim$ 16和33千秒差距沿短轴检查恒星金属丰度梯度的扩展球体。我们使用这种成像,在红巨星分支(TRGB)的尖端以下延伸超过2等,结合人造星测试,对观测到的颜色星等图(CMD)进行正向建模,测量金属丰度分布函数(MDF)沿短轴的不同半径。一个重要而出乎意料的结果是,草帽星系的晕是惊人地富含金属:即使是位于$\sim$ 17有效半径的外围区域,其金属丰度[Z/H] $\sim$为-0.15,而[Z/H]<-1.0的恒星比例可以忽略不计。这在迄今为止所研究的大质量星系晕中是前所未有的,即使在巨大的椭圆星系中也是如此。我们发现了显著的径向金属丰度梯度,其特征是贫金属恒星的比例随着半径的增加而增加,中值金属丰度的梯度为$\sim$ -0.01 dex/kpc。密度分布很好地符合幂律,斜率表现出对金属丰度的依赖性,对于更多的贫金属恒星,斜率更平坦。我们讨论了我们的研究结果的背景下,最近的恒星周围的其他星系和草帽星系的潜在形成方案的研究。
2020-01-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Host-star metallicities and kinematics of directly imaged brown-dwarf companions
Università degli Studi di Milano(米兰大学);Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);Visvesvaraya Technological University(维斯瓦纳塔亚理工大学);Vikram Sarabhai Space Centre, ISRO(印度空间研究组织维克拉姆·萨拉巴伊太空中心);St. Albert’s College(圣阿尔伯特学院);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Physical Research Laboratory(物理研究实验室);Indian Institute of Technology, Dhanbad(印度理工学院丹巴德分校);Pontificia Universidad Católica de Chile(智利天主教 Pontificia 大学)
本研究分析直接成像褐矮星伴星宿主恒星金属丰度,发现其呈太阳丰度分布、无富金属偏差,表明宽轨道褐矮星可能主要由盘不稳定性或云碎裂形成,而非经典核吸积。
2026-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Small hydrocarbon molecules in cloud-forming Brown Dwarf and giant gas planet atmospheres
我们研究了在褐矮星和巨型气体行星的富氧尘埃形成的大气中复杂的含碳分子的丰度。本文研究了热化学气相模式的内边界大气区。利用了Drift-phoenix大气模拟的结果,其中包括相非平衡尘埃云形成对大气结构和气相丰度的反馈。所产生的元素耗尽导致碳氧比的变化,使得可以存在几个烃分子和氰基多氰基多炔分子。表面重力的增加和/或金属含量的减少支持这些物种的分压增加。CO、CO2、CH 4和HCN含有最大比例的碳。在低金属度天体的高层大气中,C4 H中的碳含量高于CO,CH 3和C2 H2作为碳汇也发挥着越来越重要的作用。我们确定化学弛豫时间尺度来评估碳氢化合物分子是否会受到运输诱导淬灭的影响。我们的研究结果表明,相当数量的C2 H6和C2 H2可以预期不仅在巨大的气体行星的上层大气中,而且在棕矮星。然而,精确的淬灭高度强烈地依赖于所使用的数据源。这些结果将对未来的热动力学研究产生影响,因为它们改变了这些模拟的内边界条件。
2013-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planets Across Space and Time (PAST). III. Morphology of the Planetary Radius Valley as a Function of Stellar Age and Metallicity in the Galactic Context Revealed by the LAMOST-Gaia-Kepler Sample
半径谷是系外行星半径分布中的一个倾角,约为地球半径的1.9倍,将致密的岩石超级地球和密度较低的次海王星分开。人们提出了各种假说来解释半径谷。研究半径谷形态及其与恒星性质的相关性,将为解释其起源机制提供重要的观测约束,并加深对行星形成和演化的理解。在本文中,行星跨越时空(PAST)系列的第三部分,使用LAMOST-Gaia-Kepler目录,我们对银河系背景下半径谷形态的变化进行了系统的研究,即,薄/厚星系盘、恒星年龄和金属丰度([Fe/H]和[alpha/Fe])。结果表明:(1)随着年龄和[Fe/H]的增加,谷值变得更加明显。(2)超级地球与次海王星的数量比随年龄单调增加,但随[Fe/H]和[alpha/Fe]而减少。(3)山谷上方行星的平均半径(2.1 - 6地球半径)随着年龄的增加而减小,但随着[Fe/H]的增加而增加。(4)相比之下,山谷以下行星的平均半径(R <1.7地球半径)与年龄和金属丰度基本无关。我们的研究结果表明,山谷形态以及整个行星半径分布在一个长的时间尺度上的千兆年,和金属丰度(不仅是铁,而且其他金属元素,如,Mg,Si,Ca,Ti)在行星形成和长期行星演化中起着重要作用。
2022-04-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The statistical properties of stars and their dependence on metallicity
我们报告的统计性质的恒星和棕矮星的恒星团簇形成,金属丰度的范围从1/100到3倍的太阳值的辐射流体动力学模拟。与以前类似的调查的金属丰度对恒星性质的影响,这些新的计算处理尘埃和气体的温度分开,并包括一个热化学模型的弥漫星际介质。对星际介质的更高级处理在四种计算中产生了非常不同的气体和尘埃温度分布,较低的金属丰度通常导致较高的温度和恒星形成的延迟。尽管如此,一旦恒星形成开始,所有四种计算都以相似的速率产生恒星,并且它们的恒星星族的许多统计特性很难相互区分,也很难与观测到的恒星系统区分开来。然而,我们确实发现,由于低金属丰度下的低不透明度,在高气体密度下的较大冷却速率增加了小空间尺度上的碎片化(盘、丝和核碎片化)。这产生了一个反相关的密切的二元分数的低质量的恒星和金属类似的观察,并在原恒星合并的分数在低金属的增加。也有迹象显示,在较低的金属丰度下,密近双星可能有较低的质量比,而棕矮星与恒星的丰度可能会略有增加。然而,后两种效应相当弱,需要用更大的样本来证实。
2019-01-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
Populating the brown dwarf and stellar boundary: Five stars with transiting companions near the hydrogen-burning mass limit
我们报告了在主序恒星附近的近轨道上发现的五个凌日伴星,这些伴星最初被凌日系外行星巡天卫星(TESS)确定为TESS感兴趣的天体(TOI):TOI-148,TOI-587,TOI-681,TOI-746和TOI-1213。使用TESS和地面测光以及CORALIE、CHIRON、TRES和FEROS摄谱仪的径向速度,我们发现伴星的轨道周期在4.8到27.2天之间,质量在77到98 $\mathrm{M_{Jup}}$之间,半径在0.81到1.66 $\mathrm{R_{Jup}}$之间。这些目标的质量接近氢核聚变的不确定下限($\sim$ 73-96 $\mathrm{M_{Jup}}$),这将棕矮星和低质量恒星分开。我们对TOI-587(0.2 $\pm$ 0.1 Gyr)和TOI-681(0.17 $\pm$ 0.03 Gyr)的年轻年龄进行了限制,发现它们与其他质量相似的过境同伴相比具有相对较大的半径。相反,我们估计了TOI-148和TOI-746的年龄,发现它们的伴星半径相对较小。TOI-587的有效温度为9800 $\pm$ 200 K,是已知最热的主序星,拥有凌日褐矮星或质量非常低的恒星。我们发现了TOI-148和TOI-746的自旋轨道同步以及TOI-148的潮汐循环的证据。这些伴星增加了棕矮星和极低质量恒星的数量,其参数测量良好,非常适合测试这些稀有天体的形成模型、棕…
2021-07-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
First limits on the occurrence rate of short-period planets orbiting brown dwarfs
行星形成理论预测,有大量但尚未被发现的短周期类地行星围绕着褐矮星运行。如果发现这个种群的样本经过相对明亮的褐矮星和附近的褐矮星,那么它们的宿主的体积和低光度将使它们成为JWST和未来地面设施详细描述大气特征的精致目标。最终发现并详细研究围绕附近褐矮星运行的大量凌日类地行星样本,将为我们提供关于生命出现的物理要求和时间尺度的关键信息,从而证明不仅对比较系外行星学有用,而且对天体生物学也有用。在这种情况下,我们提出了一个搜索的过境信号在档案时间序列测光获得的斯皮策太空望远镜的样本附近的44个褐矮星。虽然这44个目标并没有特别选择它们的亮度,但它们的斯皮策光变曲线的高精度使我们能够在75%的样本中达到地球大小的行星以下的灵敏度,并在更明亮的目标上达到欧罗巴大小的行星。我们无法识别任何明确的行星信号。相反,我们可以计算出近轨道行星存在的第一个极限。我们发现在1.28天的轨道内,半径在0.75 ~ 3.25 R $_\oplus$之间的行星的出现率η < 67 $\pm$ 1%.对于半径在0.75和1.25 R $_\oplus$之间的行星,我们将η < 87 $\pm$ 3%作为95%置信上限。如果我们假设这些半径在0.75和1.25 R $_\oplus$之间的行星的出现率为η = 27%,就像开普勒-42 b和TRAPPIST-1b系统的发现所暗示的那样,我们估计需要监测175颗褐矮星…
2016-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Eclipsing Substellar Binary in a Young Triple System discovered by SPECULOOS
质量、半径和年龄是天体的三个最基本参数,可以研究恒星、褐矮星和行星的演化和内部物理。棕矮星是富含氢的天体,无法维持核心聚变反应,但可以通过电子简并压力来支持坍缩。随着年龄的增长,褐矮星会变冷,半径和光度会减小。年轻的系外行星也有类似的行为。褐矮星的演化模型被用来推断这些天体的质量、半径和年龄。类似的模型被用来推断直接成像的系外行星的质量和半径。不幸的是,目前只有稀疏的经验质量,半径和年龄测量,模型仍然大多未经验证。双线食双星为绝对测定恒星的质量和半径提供了最直接的途径。在这里,我们报告了SPECULOOS发现的2M1510A,一个附近的,食,双线褐矮星双星,与一个广泛分离的第三褐矮星同伴。我们还发现该系统是$45\pm5$ Myr古老的移动群Argus的一员。该系统的年龄与目前已知的直接成像系外行星的年龄相匹配。2M1510A提供了一个机会,基准的棕矮星和年轻行星的演化模型。我们发现,广泛使用的演化模型确实非常好地再现了双星组件的质量,半径和年龄,但高估了光度高达0.65个星等,这可能导致直接成像的系外行星和年轻的褐矮星的光度质量被低估了20%至35%。
2020-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Ancient Brown Dwarf Transiting a Metal-Poor Thick Disk Star
University of California Los Angeles(加州大学洛杉矶分校);University of Hawai'i(夏威夷大学);Northwestern University(西北大学);Michigan State University(密歇根州立大学);Caltech/IPAC-NASA Exoplanet Science Institute(加州理工学院/IPAC-NASA系外行星科学研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);M.V. Lomonosov Moscow State University(莫斯科罗蒙诺索夫国立大学)
发现一颗绕行于古老厚盘星的最金属贫乏褐矮星,其质量与半径测量揭示了低金属度环境下褐矮星的进化特征
2025-12-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exploring deep and hot adiabats as a potential solution to the radius inflation problem in brown dwarfs: Long-timescale models of the deep atmospheres of KELT-1b, Kepler-13Ab, and SDSS1411B
高度辐射的气态系外行星的巨大半径长期以来一直是一个谜。一种被认为是解决热对流的机制是通过潜在温度的垂直平流加热深层大气,导致内部熵增加。在这里,我们打算探索这种机制是否也可以解释所观察到的棕矮星半径的趋势:半径随着辐射的普遍增加,除了高辐射的棕矮星轨道白矮星。我们使用一个3D GCM,MAGICO,运行一系列的Kepler-13 Ab,KELT-1b和SDSS 1411 B的大气的长时间尺度模型。这些模型使我们能够探索不仅如果一个稳定的平流层可以发展,而且相关的动态。我们发现,我们的模型分为两个不同的制度:开普勒-13Ab和KELT-1b都显示出显着的深层加热的迹象,因此保持比一维模型预测的更热的恒星。另一方面,SDSS 1411 B表现出更弱的向下加热曲线,不仅在理想条件下难以加热内部,而且对深层辐射动力学的存在高度敏感。我们发现,大尺度大气环流的位温垂直平流代表了一个强大的机制来解释随着辐射增加的通货膨胀的趋势,包括高辐射的棕矮星轨道白矮星的例外。这可以理解为是由于旋转影响的增加对中高纬平流动力学的作用而发生的。此外,当与外层大气辐射轮廓的适当参数化相结合时,这种机制本身就可能为我们在棕矮星中观察到的膨胀水平提供完整的解释。
2021-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Astro2020 White Paper: The L/T Transition
L/T转变是褐矮星大气中的一个重要演化阶段,为我们提供了一个独特的机会来探索云,对流,风,重力和金属丰度在非常狭窄的温度范围内的影响。了解这些物理过程对于了解超冷大气至关重要。在接下来的十年里,我们将回答关于L/T过渡大气的三个关键问题:1。L/T转换背后的物理机制是什么?2.在L/T转换处大气结构的空间范围是什么?3.重力和金属丰度如何影响L/T转变?为棕矮星开发的理论和方法将在21世纪30年代及以后用于太阳系时代的巨型系外行星,并最终用于类似的宜居带地球。现在开发这些技术是至关重要的。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exploring the Extremes: Characterizing a New Population of Old and Cold Brown Dwarfs
本研究通过Gemini望远镜的近红外观测,发现并表征了一类新的冷贫金属褐矮星星族,首次地面探测到异常天体WISEA J153429.75$-$104303.3,为验证其是否为首颗Y型亚矮星提供了观测基础。
2023-01-24 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The current population of benchmark brown dwarfs
目前已确认的褐矮星(brown dwarfs,BD)数量超过700颗。然而,我们对这些很酷的物体仍然缺乏了解,模型正在努力准确地再现观测结果。所需要的是一种校准模型的方法,其属性(例如年龄、质量、距离、金属丰度)可以独立确定的BD可以提供这种校准。如果我们要能够测量不久的将来调查将揭示的更微弱,更遥远的BD种群的特性,那么基于可观测量计算特性的能力将是至关重要的,地面光谱研究将变得越来越困难。我们在这里提出的状态,目前人口的年龄基准褐矮星。
2009-12-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Metallicity-Dependent Signatures in the Kepler Planets
利用加州开普勒巡天(CKS)的数据,我们研究了近距离行星的主恒星金属丰度与行星性质的趋势。通过结合CKS调查确定的行星半径间隙的属性的知识,我们能够分别研究行星核心和它们的气体包络的属性。我们的主要发现是,在金属丰度较高的恒星周围,行星的固体核心质量较高,这些更大的核心能够吸积更大的气体包层。此外,对最近报道的在高金属丰度恒星周围短周期内更常见的半径在(2- 6 R地球)范围内的行星的详细研究发现,H/He大气行星的平均主恒星金属丰度在~20天的轨道周期内平稳增加。我们解释的大气光蒸发的背景下的金属丰度增加的位置:较高的金属丰度的恒星很可能拥有较高的大气金属丰度,这增加了冷却的光蒸发流出,降低质量损失率的行星。因此,具有较高金属含量大气层的行星能够在较短的轨道周期内抵抗光蒸发。最后,我们发现在2.8西格玛的证据表明,行星不主机H/He大气层在长时间内更常见于低金属丰度恒星周围。这样的行星很难用最初吸积H/He大气的行星的光蒸发剥离来解释。或者,这群行星可能代表了在气体盘分散后以类似地球的方式形成的行星。
2018-07-16 astro-ph.EP astro-ph.SR