第53章 VB 10红矮星(1 / 2)

VB 10:恒星质量极限的挑战者

1. 发现与基本特性

VB 10(又名范比斯布鲁克星/Gliese 752 B)是1944年天文学家Gee van Biesbroeck在麦克唐纳天文台发现的一颗特殊恒星,位于天鹰座方向,距离地球约19.3光年(Gaia DR3数据)。作为M8V型红矮星,它的质量仅有0.075-0.080太阳质量,刚好位于恒星与褐矮星的理论分界线(氢燃烧极限)附近,使其成为研究恒星形成极限的理想实验室。

关键物理参数:

半径:0.115 ± 0.003太阳半径(仅比木星大15%)

表面温度:2,640 ± 100 K(比太阳暗弱3,000倍)

光度:0.00044太阳光度(绝大部分辐射位于红外波段)

自转周期:0.795天(极高自转速度导致强烈磁场活动)

金属丰度:\[Fe/H] ≈ -0.3(金属含量约为太阳的50%)

2. 内部结构与能量产生

2.1 恒星物理学的极限案例

VB 10的核心条件极为特殊:

中心温度:约300万K(勉强维持质子-质子链反应)

产能率:仅0.0015瓦/千克(太阳为0.0002瓦/千克)

对流区:几乎全对流(与典型红矮星一致)

氦丰度:核心氦积聚速率极慢(约101?年才能显着改变成分)

2.2 氢燃烧的不稳定性

由于质量接近理论下限,VB 10展现出异常能量生产方式:

间歇性能量释放:光学监测显示±3%的光度波动

反应区厚度:核心氢燃烧区仅占半径的15%

锂消耗不完全:仍可检测到微弱的Li I 670.8n吸收线

3. 大气活动与磁场特性

3.1 剧烈的色球活动

VB 10是已知最活跃的红矮星之一:

Hα发射:占光度1.5%(典型M型星的10倍)

耀斑频率:每月1-2次M级耀斑(释放能量达1032尔格)

X射线辐射:XMM-on测得L\_X/L\_bol ≈ 10?3

3.2 全球磁场结构

Zeean-Doppler成像揭示:

极区场强:1.2-1.5 kG(比太阳极区强100倍)

磁斑分布:覆盖30%表面面积

磁场拓扑:以环向场为主的多极结构

4. 运动学与银河系演化

4.1 空间运动特征

自行速度:1.1/年(相对太阳系运动速度88 k/s)

动理年龄:与厚盘星群相符(80-120亿年)

轨道参数:高倾角(相对于银道面±300 pc)

4.2 化学丰度约束恒星形成

VB 10的低金属丰度暗示:

形成环境:贫金属分子云(\[O/H]≈-0.4)