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來源：互聯網

原指本身光度較弱的星，現專指恒星光譜分類中光度級為V的星，即等同于主序星。光譜型為O、B、A的矮星稱為藍矮星（如織女一、天狼星），光譜型為F、G的矮星稱為黃矮星（如太陽），光譜型為K及更晚的矮星稱為紅矮星（如南門二乙星）。但伴星、亞矮星、“黑矮星”則另有所指，并非矮星。物質處在簡并態的一類弱光度恒星“白矮星”也不屬矮星之列。

概述

矮星（Dwarf star）：像太陽一樣的小主序星，如果是白矮星，就是像太陽一樣的一顆恒星的遺核。棕矮星沒有足夠的物質進行熔化反應。

原指本身光度較弱的星﹐現專指恒星光譜分類中光度級為V的星﹐即等同于主序星。光譜型為O﹑B﹑A的矮星稱為藍矮星(如天狼星)﹐光譜型為F﹑G的矮星稱為黃矮星(如太陽)﹐光譜型為K及更晚的矮星稱為紅矮星(如南門二乙星)。但伴星﹑亞矮星﹑“黑矮星”則另有所指﹐并非矮星。物質處在簡并態的一類弱光度恒星“白矮星”也不屬矮星之列。“黑矮星”則是理論上估計存在的天體﹐指質量大致為一個太陽質量或更小的恒星最終演化而成的天體﹐它處于冷簡并態﹐不再發出輻射能﹔也有人專指質量不夠大(小于約0.08個太陽質量)﹑已沒有核反應能源的星體。

光度最弱的一類星系﹐其絕對星等M 為-8～-16等。有的矮星系是橢圓星系﹐也有的是I型不規則星系。這兩種矮星系都是小的﹐成員星通常也不多。質量只有10～100太陽質量。不規則矮星系包含著大量鬧行o并且包含著星族 I的恒星。橢圓矮星系是橢圓星系中質量小的星系。它們與球狀星團很類似﹐二者的不同僅僅在于前者直徑約為后者的10倍。在本星系群的40個星系中﹐就是20多個是橢圓矮星系﹐可見其數目之多。這種星系光度弱﹐所以在49999秒差距之外是看不到的。

棕矮星

棕矮星（Brown dwarf）是類恒星天體的一種，質量約為5至90個木星之間。與一般恒星不同，棕矮星由質量不足，其核心并不會融合氫原子來發光發熱，無法成為主序星。但它們的內部及表面均呈對流狀態，不同的物質并不會在內部分層存在。現時人們仍在研究棕矮星在過往是否曾經在某位置發生過核聚變，已知的是，質量大于13個木星的棕矮星可融合。

棕矮星原先被稱為“黑矮星”，代表在宇宙間漂浮的類恒星天體或質量不足以發生核反應的天體。但“黑矮星”一詞現時是指一些停止發光，并已死亡的伴星。

早期的恒星模型指出，一個天體欲成為真恒星，必須擁有80個以上的木星質量，以產生核反應。“棕矮星”的理論最初于1960年代早期提出，指其數量可能比真恒星多，由于未能發光，要尋找也頗為困難。它們會釋出紅外線，可憑地面的紅外線偵測器來偵測，但由提出至證實發現足足用了數十年。

近期的研究則指出，恒星能發光發熱除取決于質量外，也包括其內含的化合物。一些棕矮星的質量達到90個木星仍不能點燃內部的氫。還有當一團星云塌縮時，除產生恒星外，也會產生不發光的棕矮星，其質量少于13個木星。

首個棕矮星于1995年得到證實，至今已有百多個。現時普遍認為棕矮星是銀河系中數目最多的天體之一，較接近地球的棕矮星位于印第安座的epsilon星，該恒星擁有兩顆棕矮星，距離太陽12光年。

白矮星

簡介

白矮星(White Dwarf)是一種低光度、高密度、高溫度的恒星。因為它的顏色呈白色、體積比較矮小癥，因此被命名為白矮星。

也有人認為，白矮星的前身可能是行星狀星云

白矮星屬于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期，拋射出大量的物質，經過大量的質量損失后，如果剩下的核的質量小于1．44個太陽質量，這顆恒星便可能演化成為白矮星。對白矮星的形成也有人認為，白矮星的前身可能是行星狀星云（是宇宙中由高溫氣體、少量塵埃等組成的環狀或圓盤狀的物質，它的中心通常都有一個溫度很高的恒星──中心星）的中心星，它的核能源已經基本耗盡，整個星體開始慢慢冷卻、晶化，直至最后“死亡”。

特征

伴星具有這樣一些特征：

1.體積小，它的半徑接近于行星半徑，平均小于10^3千米。

2.光度（恒星每秒鐘內輻射的總能量，即恒星發光本領的大小）非常小，亮度只有正常恒星的1/1000。

3.質量小于1．44個太陽質量。4.密度高達10^6～10^7克/立方厘米，其表面的重力加速度大約等于地球表面重力加速度的10倍到104倍。假如人能到達白矮星表面，那么他休想站起來，因為在它上面的引力特別大，以致人的骨骼早已被自己的體重壓碎了。

5.伴星的表面溫度很高，平均為10000℃。

6.白矮星的磁場高達10^5～10^7高斯

目前人們已經觀測發現的白矮星有1000多顆。天狼星(Sirius)的伴星是第一顆被人們發現的白矮星，也是所觀測到的最亮的白矮星（8等星）。1982年出版的白矮星星表表明，銀河系中有488顆白矮星，它們都是離太陽不遠的近距天體。根據觀測資料統計，大約有3%的恒星是白矮星，但理論分析與推算認為，白矮星應占全部恒星的10%左右。

伴星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但質量大、密度極高。比如天狼星伴星（它是最早被發現的白矮星），體積比地球大不了多少，但質量卻和太陽差不多！也就是說，它的密度在1000萬噸/立方米左右。

根據白矮星的半徑和質量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000萬－10億倍。在這樣高的壓力下，任何物體都已不復存在，連原子都被壓碎了：電子脫離了原子軌道變為自由電子。

白矮星是一種晚期的恒星。根據現代恒星演化理論，伴星是在紅巨星的中心形成的。

當紅巨星的外部區域迅速膨脹時，氦核受反作用力卻強烈向內收縮，被壓縮的物質不斷變熱，最終內核溫度將超過一億度，于是氦開始聚變成碳。

經過幾百萬年，氦核燃燒盡，現在恒星的結構組成已經不那么簡單了：外殼仍然是以氫為主的混合物；而在它下面有一個氦層，氦層內部還埋有一個碳球。核反應過程變得更加復雜，中心附近的溫度繼續上升，最終使碳轉變為其他元素。

與此同時，紅巨星外部開始發生不穩定的脈動振蕩：恒星半徑時而變大，時而又縮小，穩定的主星序恒星變為極不穩定的巨大火球，火球內部的核反應也越來越趨于不穩定，忽而強烈，忽而微弱。此時的恒星內部核心實際上密度已經增大到每立方厘米十噸左右，我們可以說，此時，在紅巨星內部，已經誕生了一顆伴星。

我們知道，原子是由原子核和電子組成的，原子的質量絕大部分集中在原子核上，而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一厘米，而氫原子核的半徑只有十萬億分之一厘米。假如核的大小像一顆玻璃球，則電子軌道將在兩公里以外。

而在巨大的壓力之下，電子將脫離原子核，成自由電子。這種自由電子氣體將盡可能地占據原子核之間的空隙，從而使單位空間內包含的物質也將大大增多，密度大大提高了。形象地說，這時原子核是“沉浸于”電子中。

一般把物質的這種狀態叫做“簡并態”。簡并電子氣體壓力與白矮星強大的重力平衡，維持著白矮星的穩定。順便提一下，當伴星質量進一步增大，簡并電子氣體壓力就有可能抵抗不住自身的引力收縮，白矮星還會縮成密度更高的天體：中子星或黑洞。

白矮星是恒星演化末期產生的天體。這些恒星不能維持核聚變反應，所以在經過氦閃進化到紅巨星階段之后，他們會將外殼拋出形成行星狀星云，而留下一個核聚變產生的的高密度核心，即白矮星。由于缺乏能量的來源，白矮星會逐步釋放熱能而發光而冷卻。其核心靠電子的斥力對抗重力，其密度可達每立方厘米十噸。電子斥力不足以支持超過1.4倍太陽質量的伴星，外殼的重力會進一步使恒星塌縮成中子星或者黑洞。這個過程中經常伴隨著超新星爆發。

釋放能量會造成恒星逐步冷卻，表面溫度逐漸降低，恒星的顏色也會隨之變化。經過數千億年之后，白矮星會冷卻到無法發光，成為黑矮星。但是目前普遍認為宇宙的年齡（150億年）不足以使任何白矮星演化到這一階段。

形成

白矮星是中低質量的恒星的演化路線的終點。在紅巨星階段的末期，恒星的中心會因為溫度、壓力不足或者核聚變達到鐵階段而停止產生能量（產生比鐵還重的元素不能產生能量，而需要吸收能量）。恒星外殼的重力會壓縮恒星產生一個高密度的天體。

一個典型的穩定獨立伴星具有大約半個太陽質量，比地球略大。這種密度僅次于中子星和夸克星。如果白矮星的質量超過1.4倍太陽質量，那么原子核之間的電荷斥力不足以對抗重力，電子會被壓入原子核而形成中子星。

大部分恒星的演化過程都包含白矮星階段。由于很多恒星會通過新星或者超新星爆發將外殼拋出，一些質量略大的恒星也可能最終演化成白矮星。

雙星或者多星系統中，由于星際物質的交換，恒星的演化過程可能與單獨的恒星不同，例如天狼星的伴星就是一顆年老的大約一個太陽質量的伴星，但是天狼星是一顆大約2.3個太陽質量的主序星。

褐矮星

褐矮星是構成類似恒星，但質量不夠大，不足以在核心點燃聚變反應的氣態天體。其質量在恒星與行星之間。

褐矮星是處于最小恒星與最大行星之間大小的天體，由于這一原因褐矮星非常暗淡，要發現它們十分復雜，因此要確定它們的大小就更加復雜。但是最近天文學家成功地發現了組成雙星系統的兩顆褐矮星，在確定它們圍繞共同重心運行的參數之后，計算出這兩顆褐矮星的重量和大小。

天文學家花了12年研究才發現這兩顆褐矮星，總共觀察了300多個夜晚和進行了1600次測量，結果計算出兩顆相當年輕褐矮星（還不滿100萬年）全部必需的參數，它們位于離開地球1500光年的獵戶星座。雙星系統中較大一顆褐矮星直徑超過木星50倍，而較小一顆褐矮星直徑比木星大30倍，也就是說，它們的直徑分別為太陽直徑的70%和50%。盡管它們初看起來不算矮小癥，但是它們的質量分別僅為太陽質量的5.5%和3.5%。

天文學家還意外發現較輕褐矮星表面的溫度更高些，雖然“普通”恒星的情形相反：恒星質量越大，它就越熾熱。或許，引起這反常現象的原因在于某種物理作用過程，現代恒星結構理論沒有考慮到這種物理作用過程（比如恒星的強烈磁場）。此外，這兩顆褐矮星可能不是同時形成，也不是在同一地點形成，而是由于某種災變而結合在一起，因此它們的表面溫度不同，但是這一切暫時仍只是一種假設。

長期以來，許多天文學家都在致力于尋找那些擁有合適的大氣層并能夠支持外星生命存在的行星。如今愛丁堡大學天文學家研究發現，除了行星外，外星生命還有可能存在于寒冷的褐矮星云層中。被稱為“失敗的恒星”的褐矮星是種介于行星與恒星之間的特殊天體，它們的大小介于巨型行星與小型恒星之間。

紅矮星

根據赫羅圖，紅矮星在眾多處于主序階段的恒星當中，其大小及溫度均相對較小和低，在光譜分類方面屬于K或M型。它們在恒星中的數量較多，大多數紅矮星的直徑及質量均低于太陽的三分一，表面溫度也低于3,500 K。釋出的光也比太陽弱得多，有時更可低于太陽光度的萬分之一。又由于內部的氫核聚變的速度緩慢，因此它們也擁有較長的壽命。紅矮星的內部引力根本不足把氦元素聚合，也因此紅矮星不可能膨脹成紅巨星，而逐步收縮，直至氫氣耗盡。也因為一顆紅矮星的壽命可多達數百億年，比宇宙的年齡還長，因此現時并沒有任何垂死的紅矮星。

人們可憑著紅矮星的悠長壽命，來推測一個星團的大約年齡。因為同一個星團內的恒星，其形成的時間均差不多，一個較年老的星團，脫離主序星階段的恒星較多，剩下的主序星之質量也較低，惟人們找不到任何脫離主序星階段的紅矮星，間接證明了宇宙年齡的存在。

人們相信，宇宙眾多恒星中，紅矮星占了大多數，大約75%左右。例如比鄰星，半人馬座的南門二比鄰星，便是一顆紅矮星，其光譜分類為M5，視星等11.0。

行星搖籃

不起眼的T矮星盡管并不是一顆恒星，但卻暗含著非凡的“才能”。新的證據表明，由塵埃云圍繞的天體有可能成為行星的發源地，這與它們圍繞著恒星運轉的結果非常類似。塵埃顆粒在圍繞年輕恒星運轉時會黏結在一起，并且產生結晶，行星的形成也就是從此時開始的。隨著時間的流逝，這些塵埃同時也會形成一個平而薄的盤。結晶化需要很高的溫度，人們曾經認為這一能量來源于恒星的輻射。在這一前提下，天文學家推測，褐矮星——其質量約為太陽的1%至9%，并且內核因為無法達到足夠的熱量而不能像普通的恒星一樣燃燒氫——由于溫度太低而無法將周圍的塵埃轉化為行星。

為了驗證這一假設，亞利桑那大學的天文學家Dániel Apai和他的同事利用斯皮策太空望遠鏡對附近一個恒星形成區域的T矮星聚集地帶進行了研究，這些恒星的年紀在100萬年至300萬年之間。研究小組在8個研究目標中的6個發現了代表硅酸鹽塵埃顆粒的紅外輻射現象。研究人員隨后觀測到，這些塵埃正在生長、結晶，并且逐漸沉淀為一個扁平的盤。這一研究結果意味著，T矮星能夠形成行星。研究人員在10月21日出版的美國《科學》雜志上報告了這一發現。Apai表示，“我們認為如果它們（塵埃云）能夠開始，那么它們一定就有結果。”

然而佛羅倫薩di Arcetri天文觀測站的天文學家Leonardo Testi認為，在行星的形成過程中依然存在著許多不確定因素，并且不是所有的塵埃顆粒都能夠形成行星。他指出，根據理論預測，當這些鵝卵石大小的天體互相碰撞后將會彼此摧毀，而不會黏結在一起。此外，天文學家很難追蹤這樣的顆粒，這是由于隨著它們變得越來越大，對它們釋放出的更長的波長進行探測變得日益困難。但是Testi表示，T矮星是行星搖籃這一說法依然非常具有誘惑力，特別是當這些天體變成了離我們最近的鄰居后更是如此。

信息

矮星系在本星系群的40個星系中，就是20多個是橢圓矮星系，可見其數目之多。這類星系非常難以測出，因為他們不像大星系那樣明顯和發亮，但在數量上卻超過了大星系。在我們銀河系附近緊挨著有許多矮星系，其數量比其他所有類型星系之和都多。在鄰近的星系團中已發現大量的矮星系。其中一些具有規則的形狀，星系多半都含有星族Ⅱ的恒星；形狀不規則的矮星系一般含有非常亮的藍星。

近日，天文學家表示美國航空航天局在很短的時間內在巨大古老的星系中觀察到了很多以前不為人知的矮星系。盡管矮星系的天體在整個宇宙當中屬于較小的天體，但是，矮星系在宇宙進化當中起到了至關重要的作用。天文學家稱也許宇宙中最先形成的就是矮星系，而且是矮星系構成了大的星系。迄今為止，矮星系是宇宙中最多的星系，天體也是宇宙中最多的，是它們組成了最基本的宇宙。宇宙進化的電腦模擬圖也顯示了宇宙中矮星的超高密度，就像此次觀察到的矮星一樣，在古老巨大的星系中矮星的數目也許比天文學家預想的要多的多。

早期預言從以前宇宙遺留下來的矮星系數目比我們現在所能夠觀測到的多許多，大約有120—200個在獨立地繞銀河系運動，但至今人們才總共發現了20個，十分難發現。但不久將來，人們會發現更多的矮星系。

新華網洛杉磯8月27日電（記者郭爽）Y矮星是表面溫度最低的一類褐矮星, 又被稱為“失敗的恒星”。天文學家近日在太陽附近40光年距離內發現了6顆超低溫褐矮星。其中一顆，更是憑借其不足25攝氏度、比人類還低的“體溫”，一舉打破了褐矮星的最冷紀錄。

“最冷”褐矮星的相關研究報告發表于最新一期《天體物理學雜志》上。報告主要作者、美國航空航天局下屬噴氣推進實驗室的天文學家邁克爾·庫欣說，超低溫Y矮星的發現，有助于人們了解恒星和行星的形成條件等問題。

褐矮星是一類大小介于普通恒星和行星之間，形成過程與恒星相似的古怪天體。它“天生孱弱”，質量太小，無法在中心產生足夠的壓力引發核聚變，因此不能像普通恒星一樣發出強烈光線。誕生時間久遠的褐矮星過于昏暗，很難被觀測到。

這次天文學家能發現最冷的褐矮星，依靠的是優秀“星探”——“廣角紅外測量探測器（WISE）”，這是目前在紅外線波段觀測恒星形成區域的最佳工具。盡管敏感程度還達不到“火眼金睛”，但它目前已幫助人們成功找到了100顆褐矮星。

庫欣在美國航天局發布的一篇新聞稿中說，發現太陽附近的褐矮星，就仿佛在你生活的街區發現一棟隱蔽的房子一樣，這可真會“嚇人一跳”。

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棕矮星

白矮星

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褐矮星

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