褐矮星:失败的恒星
褐矮星是宇宙中一种特殊的天体。
它比行星大,比恒星小,质量在木星的13倍到75或80倍之间。
当一个天体比褐矮星的质量下限还轻时,即便它拥有再多的氢,也无法进行核聚变,只能像木星一样以行星的形式存在;
如果超过褐矮星的质量上限,那么就会在核心处自发产生核聚变,像太阳一样"熊熊燃烧"。
褐矮星的质量恰好处在二者之间,其质量虽然仍不足以引发普通的氢进行聚变反应,因此又被称为"失败的恒星"。
虽说行星和褐矮星之间也略有区别,但在极端物理学方面也是有着共通之处的,它也经历了类似的分子被撕裂的过程。
褐矮星在如此近的距离下,会承受来自主星的大量紫外辐射。
这种辐射十分强烈,以至于不仅大气会被蒸发,连大气内的分子都有可能被撕裂,这个过程被称为热离解。
它们是一个非常极端、与地球完全不同的世界。
WD0032-317B:一个异常的星球
WD0032-317B是一颗异常的褐矮星,被认为是人类第一次发现的这样类型的星球。
它距离我们大约1400光年,被命名为WD0032-317B。
据观测,WD0032-317B的表面温度达到了惊人的8000开尔文(7727摄氏度),比太阳的表面温度还要高。
这使WD0032-317B成为人类已知最热的褐矮星之一。
和普通的氢原子进行的聚变反应相比,重氢的聚变产生的能量相对更低,因此褐矮星的温度普遍并不算太高。
然而,WD0032-317B的表面温度达到了惊人的8000开尔文,其中部分热量来自于其所处的环境,如它的附近还有一颗明亮的恒星。
在这样的距离下,WD0032-317B接受了大量的热量,这使其成为同时拥有极端温度和位置的褐矮星之一。
在银河系内,太阳已经算是比较大、比较热的恒星了,而这颗WD0032-317B比银河系大部分恒星还要炽热。
白矮星——褐矮星重要的伙伴
当天体过于靠近恒星的时候,会导致天体的信号很容易被恒星的光芒所淹没。
但是,如果恒星是白矮星,那么就不同了。
虽然白矮星的表面温度非常高,但是它们的亮度却要弱一些,因此可以给伴星提供大量的热量,并且伴星的各种信号也相对更容易被天文学家分辨出来。
WD0032-317B就是这样的天体。
它的主星是一个高温的白矮星,给它提供了大量的热量,从而使它自身表面温度异常高。
观测褐矮星的挑战
可供天文学家观测的类似天体并不是很多。
因为当气体巨星或者褐矮星过于靠近恒星的时候,这些天体的信号就很容易被恒星的光芒所淹没,并且这些天体比起恢复恒星的光芒,本身自发放射的光芒要暗得多。
寻找一个主星为白矮星的双星系统,对于观测褐矮星来说可以在一定程度上解决这个问题。
白矮星的表面温度非常高,有的时候可以超过10000℃,足以给伴星提供大量的热量。
另一方面,和那些巨星、超巨星相比,它们的亮度又要弱一些,因此其伴星的各种信号也相对更容易被天文学家分辨出来。
例如,WD0032-317B这颗失败的恒星就是寻找带有白矮星伴星的天体的过程中发现的。
未来,科学家还将继续对这些极端天体进行研究,以帮助人类更深入地了解宇宙的原理和物理学理论。
科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。
NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。
近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。
与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。
分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。
LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。
在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。
发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。
因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。
来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。
相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。
通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。
在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;
而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。
研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。
导致这一结果的原因尚不可知。
一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。
但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。
另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。
这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。
如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。
这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。
而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。
研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。
参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy
很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。
二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。
今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。
两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。
小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。
它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。
我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。
大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。
它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。
这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。
气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。
气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。
通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。
狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。
气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。
这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。
科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。
遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。
科学研究发现,这与ABCC11基因有关。
这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。
大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。
激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。
因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。
一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。
腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。
浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。
因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。
当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。
如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。
使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。
穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。
对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。
使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。
韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。
寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。
目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。
总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。
了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。