第59章 SCR 1845褐矮星（1/2）

scr 1845-6357b：红矮星系统中的褐矮星之谜

1. 发现与基本特性

scr 1845-6357系统位于南天的孔雀座，距离地球约21.1±0.4光年（gaia dr3数据），由一颗m8.5v型红矮星（scr 1845-6357a）和其伴星——一颗t6型褐矮星（scr 1845-6357b）组成。b天体于2006年由欧洲南方天文台的甚大望远镜（vlt）通过自适应光学技术首次发现，其表面温度仅950±50k，标志着人类首次在太阳系近邻中发现如此低温的褐矮星伴星。

核心参数解析：

质量：45±5倍木星质量（接近恒星与行星的分界线）

半径：0.09±0.01太阳半径（略大于木星）

光度：仅为太阳的百万分之二（10?? l☉）

轨道半长轴：4.1±0.4 au（相当于木星到太阳的距离）

轨道周期：约100年

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2. 大气物理的极端特性

2.1 多层大气结构

通过jwst的nirspec光谱分析，其大气呈现反常的化学分层：

上层（＜0.1 bar）：

由甲烷（ch?）和水冰（h?o）组成的云层，厚度约50公里，反照率低至5%，导致其看起来异常暗弱。

中层（0.1-10 bar）：

强烈的垂直风带（风速达100 m\/s），甲烷与一氧化碳（co）的比值比理论预测低10倍，暗示未知的光化学过程。

深层（＞10 bar）：

可能存在液态金属氢与氦的混合相，温度超过2,000k但仍不足以触发核聚变。

2.2 光谱指纹异常

近红外光谱（1-5μm）显示三大未解特征：

1. 甲烷吸收带缺失：3.3μm处ch?吸收强度仅为标准模型的30%

2. 氨气特征突现：1.5μm处出现本应只在更冷褐矮星中存在的nh?吸收

3. 钾线展宽：1.25μm处的钾（k）吸收线宽度超预期50%，或暗示强磁场（＞1kg）扰动

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3. 形成与演化之谜

3.1 双星系统起源争议

传统模型挑战：

主星（m8.5v）质量仅0.07 m☉，伴星质量比达1:65，远超典型双星系统的质量比上限（通常＜1:10）。

可能形成途径：

→ 原行星盘分裂（类似行星形成）

→ 星际捕获（但轨道离心率仅0.12，不支持此假说）

→ 三体相互作用后的幸存者

3.2 冷却历史矛盾

根据褐矮星冷却模型：

理论年龄：需＞50亿年才能冷却至当前温度

运动学年龄：关联船底-天龙星流，仅2-4亿年

锂丰度检测：未耗尽（支持年轻年龄）

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4. 观测技术突破

4.1 探测挑战