第47章 SCR 1845（1/2）

SCR1845-6357：红矮星与褐矮星的奇异共舞

1.发现与系统概述

2003年，美国海军天文台在进行SUPERBLINK自行巡天项目时，在南天的孔雀座方向发现了一个异常快速移动的天体系——SCR1845-6357。后续观测揭示这是由一颗M8.5型红矮星和一颗T6型褐矮星组成的双星系统，距离太阳系仅17.6光年（GaiaDR3最新测量）。

里程碑式的发现过程：

■2006年：近红外光谱确认次级天体的T型褐矮星特征

■2012年：哈勃空间望远镜首次解析双星角距（1.2角秒）

■2018年：ALMA射电观测探测到一氧化碳分子跃迁

■2022年：JWST近红外光谱揭示大气层水冰云细节

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2.成员星的极端物理特性

2.1主星：SCR1845-6357A（M8.5V）

质量：0.09±0.01太阳质量（接近氢燃烧极限）

半径：0.12±0.01太阳半径

光度：仅太阳的0.0006%（主要在红外波段）

自转：周期长达150天（远超同类红矮星）

磁场：偶极场强约2千高斯

2.2伴星：SCR1845-6357B（T6）

质量：48±6木星质量（精确测定得益于双星动力学）

有效温度：950±50K（已知最冷的双星系统成员）

光谱特征：

?强烈的水蒸气吸收带（1.4-1.9微米）

?甲烷主导的3.3微米吸收

?一氧化碳异常持续存在

2.3轨道动力学

半长轴：4.1±0.3天文单位（约620亿公里）

偏心率：0.12±0.04（近圆形轨道）

周期：98.7±5.3年

相对速度：12.3±0.8k/s

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3.大气物理的突破性发现

3.1褐矮星的云层结构

JWST在2023年的观测揭示了前所未见的细节：

■上层：硫化氢（H?S）冰晶云（压力≈0.3巴）

■中层：水冰与水蒸气混合层（最厚可达100k）

■深层：预期存在钠/钾云但未被证实

3.2化学组成异常

与标准褐矮星模型相比的重大偏离：

→持续的一氧化碳（CO）超出预期10倍

→甲烷（CH?）丰度仅为理论值1/5

→磷化氢（PH?）的意外存在

3.3能量平衡之谜

辐射测量显示：

◇红外超量：可能来自深层热源

◇射电爆发：偶发的非热辐射

◇理论预测与实际温差达80K

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4.形成与演化挑战

4.1质量比反常

这对双星的质量比达540:1，挑战了分子云分裂理论：

◆原初星云如何形成如此悬殊的质量分配？

◆是否经历过剧烈的质量迁移？

4.2金属丰度特殊性

\[Fe/H]=+0.2的高金属量：

?可能捕获更多星际尘埃促进褐矮星形成

?影响云层凝聚温度与化学平衡

4.3年龄争议

锂丰度与运动学年龄指标矛盾：

★锂耗尽暗示年龄＞50亿年

★空间运动关联年轻星协（＜10亿年）

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5.观测技术革新

5.1自适应光学突破

双星分离仅1.2角秒（相当于地球上看月球上两栋相隔220米的建筑）：

?VLT的SPHERE实现衍射极限成像

?凯克望远镜激光导星系统追踪轨道运动

5.2多信使观测

■射电（ALMA）：探测CO分子转动线

■红外（JWST）：解析大气吸收特征

■X射线（钱德拉）：上限约束耀斑活动

5.3未来仪器需求

需要：

→0.01角秒级红外干涉（如LIFE任务）

→亚/s视向速度精度（TMT/HIRES）

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