作为竞争的失败者 褐矮星还有机会成为真正的恒星吗?真相究竟是什么？

距离地球最近的褐矮星双星系统Luhman 16。

宇宙中有数不清的恒星，与此同时也有数不清的褐矮星。它们是恒星地位争夺赛中的loser，由于没有得到足够多的物质，而失去了通过氢的聚变把质量转化成能量的机会。

星云物质的大部分其实并没有机会变成恒星，而是成为了小块的气体云、小行星、类地行星、气体巨行星和褐矮星。褐矮星内部其实也不是死寂的，而是会发生稀有同位素核聚变，但产出的能量很少，没有办法让它成为一颗夺目的明星。

恒星内核核聚变的触发需要很多条件，比如温度。要让氢聚变成氦，温度至少需要400万K。孕育恒星的星云温度却很低，几乎只有几十K。引力使得气体云收缩，分子运动速度加快，温度逐渐升高。分子密度变大后，热量就会被圈禁在气体内部。

猎户座，拥有大片的分子云和从中诞生的恒星。

如果物质聚集量很大，那么内部温度就有机会突破100万K。这个温度虽还不足以让氢聚变成氦，但会触发一种非常特殊的聚变反应氘聚变。氘是氢的稀有同位素，约占宇宙氢总量的0.002%。氘的原子核比氢多一个中子。在此温度下，氘核能够和质子也就是氢核发生聚变，聚变的产物是氦3一种不常见的氦同位素。

聚变必然会释放出能量。虽然没有恒星聚变释放得那么多，却足以支撑起物质团块内部，使其不致继续收缩，进而避免了核心温度过早突破400万K的大关。许多大质量恒星就是这样形成的它们在这种情形下获得了充分的时间，攫取了更多的物质。之所以说400万K是个坎，是因为一旦氢核发生聚变，释放出的巨大能量会阻止物质继续积累。没有氘聚变，也就没有大质量恒星；没有氘聚变，宇宙中最大的恒星质量最多不会超过太阳的3倍。而事实上，质量达到太阳几百倍的巨星比比皆是。

要成为一颗恒星，要使其内部温度达到400万K，那么其质量最少需要达到太阳的7%左右。而成为一颗褐矮星，则无需那么多。

Luhman 16是一对由褐矮星组成的双星。

正如宇宙中存在着大量的双星一样，宇宙中也存在着大量以双星方式存在的褐矮星。距离地球最近的褐矮星Luhman 16就是一对双星。它们两个之间的距离大约是地球和太阳间距离的三倍左右，而它们的质量加起来绝对超过太阳的7%。也就是说，如果它们合并，那么就会变成一颗真正的恒星。实际上，任何褐矮星只要获得额外的物质，使其质量突破氢聚变的下限，那么它就会变成恒星。

双星的合并通常需要外因的促成，而这样的机会是有限的。稳定的双星虽然会因引力而发生轨道衰减，但如果因此而发生合并，却要经历极为漫长的过程，远远超出于宇宙当前的年龄。除了极端个例，按照概率来看，每10^18年中相当于当前宇宙年龄的1亿倍才有1%的褐矮星有此幸运。

但事实上，这个概率可能会高一点。天体虽然是有限的，但其势力范围却要大得多。比如地球是一个有限的圆球，但当太阳耀斑横扫地球轨道时，地球的外层大气分子却可以在背朝太阳的方向伸展出几百万公里。最近的观测结果表明，褐矮星也有类似于耀斑的辐射爆发现象。因此正如低轨道上的人造卫星最终会坠落一样，在星际气体中穿行的褐矮星轨道也会因受到阻力而加速衰减，褐矮星之间会加速靠近。假如两颗褐矮星之间的距离相当于水星和太阳，那么这种效应就会更加明显。

组成Luhman 16双星的两颗褐矮星在不同时间点上所处的位置。

褐矮星内核中的氘一旦燃尽，它就会逐渐冷却。但是即便如此，一旦它们之间发生合并，撞击产生的能量仍会产生足够高的温度和压力，使其内核再次燃烧。它们合并后很可能会产生一颗质量极小、寿命极长的红矮星。这类红矮星的寿命可以超过10万亿年。褐矮星一旦被点燃，那么它很可能会在遥远的未来，成为星系中唯一一种仍在发光的恒星。

这类由褐矮星点燃制造出来的红矮星极为有趣。它内核中的氢会通过聚变变成氦4，而它的内核物质会通过对流与外层发生交换。因此氢燃料的利用十分高效，几乎可以达到100%。最终，这类红矮星的成份会变成纯粹的氦4。由于质量太小，氦4无法被再次点燃，因此它的遗骸会慢慢收缩，变成一种当前宇宙中可能尚不存在的天体氦白矮星。

不过宇宙中的大部分褐矮星是没有机会绝地反击，成为一颗真正的恒星的，因为褐矮星的合并概率实在太小了。但是那些极少数的幸运者，却有机会成为一盏能够照亮末日黑暗的明灯。