截至今日，已发现超过 5600 颗系外行星，这些行星与我们太阳以外的其他恒星有引力联系。在这个目录中存在着多种多样的行星类别——有像我们地球一样的小型岩石世界，有完全被液态水覆盖的海洋世界，还有比木星还要巨大的气态巨行星，等等。
行星的尺寸和组成各不相同，它们与恒星的主要区别在于无法在其核心维持核聚变。那么，一颗行星需要长多大才算恒星呢？那些介于行星和恒星之间的模糊区域的物体又具有哪些特征？
“这个质量上限被认为是大约 75 到 80 倍木星的质量。这基本上是维持氢聚变的最低质量。低于这个质量，向内的引力不足以产生核心氢聚变所需的温度，而‘失败’的恒星则形成褐矮星，”研究褐矮星的天体物理学家 Basmah Riaz 说，她来自洛约拉马利蒙特大学。
什么是褐矮星？
褐矮星是模糊了行星和恒星之间明确界限的天体。它们通常在与我们太阳等恒星相似的条件下形成——通过星际气体和尘埃云的坍缩。
然而，褐矮星的质量太低，无法维持诱发氢热核聚变反应所需的温度和压力。换句话说，与其他恒星天体相比，它们的质量较低，引力无法将恒星核心挤压到足以产生氢聚变所需的条件。
但是，与木星等大型气态巨行星不同，褐矮星的质量足以诱发氘聚变，氘是氢的一种同位素（氘由一个质子、一个中子和一个电子组成，而氢只有质子和电子）。通过氘聚变，褐矮星会发出一些光和热，并且根据其温度，用肉眼看起来会呈现不同的颜色（较热的接近橙色/红色，较冷的则接近品红色/黑色）。
“褐矮星诞生时就含有原始的氘，这是氢的一种重同位素。它们像恒星一样发光，直到发生氘聚变，然后随着时间的推移而逐渐消失。因此，褐矮星中的核聚变会在所有氘被燃烧完后停止，” Riaz 说。
正如 Riaz 所提到的，当褐矮星内部的氘聚变因燃料耗尽而减慢时，该天体就开始缓慢地变暗。
褐矮星的质量
褐矮星本身的质量差异很大，这也影响了它们可以通过什么聚变来产生能量。在光谱的高质量端，质量介于 65 到 90 倍木星之间，一些褐矮星能够融合锂，这是元素周期表中的第三个元素。
另一方面，一些低质量的褐矮星可能根本不发生聚变，而那些发生聚变的，可能在短短 1000 万年内就会烧尽所有燃料（在宇宙尺度上是很短的时间，而我们的太阳已有 40 多亿年的历史）。
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拥有行星系统
由于褐矮星的形成方式与其他恒星相似，它们也能够拥有自己的行星系统。
“由于褐矮星拥有原行星盘，这是行星形成的场所，因此褐矮星也可能拥有行星系统。此外，褐矮星周围的盘的消散时间比类太阳恒星长，因此围绕褐矮星形成行星系统可能需要更长的时间，” Riaz 补充说。
虽然一些褐矮星可以独立形成稳定的行星系统，但天文学家们已经观察到“流浪”褐矮星——这些天体在太空中自由漂浮。一个典型的流浪天体，通常是行星，在行星形成初期，当行星系统引力还比较混乱时，会被从行星系统中弹出。
然而，对于流浪褐矮星而言，这些天体可能是由于与其他附近恒星的引力相互作用而被送上在太空中漫无目的的旅程。
不幸的是，大自然不会把事物归入整齐的类别。在所有宇宙天体中，界限都可能变得模糊，而褐矮星就占据了这个介于恒星和行星之间的奇异位置。但就目前而言，天文学家们将继续在天空中搜寻它们的身影。谁知道呢，我们甚至可能在其中一个天体周围发现适合生命存在的条件。
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文章来源
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NASA。系外行星
洛约拉马利蒙特大学天体物理学家。Basmah Riaz
《物理学进展》。褐矮星：失败的恒星，超级木星
《太平洋天文学会汇刊》。流浪行星和褐矮星：预测使用 JWST 可观测到的自由漂浮行星质量天体种群
