科學家怎樣區分遙遠太空中的氣態巨行星和褐矮星？

科學家通過掩日法發現的遙遠恆星系，導致主恆星周期變暗的到底是一顆氣態巨行星，還是雙星系統下一顆光度比較暗的矮星呢？矮星有沒有可能與主恆星彼此潮汐鎖定？

對於圍繞恆星的較暗天體，可以通過它對主星的攝動來計算其質量，一般說來，質量大於木星13倍的，常被認定為褐矮星（又叫棕矮星），小於13倍木星質量的，常被認定為行星。

不過，天文學界對褐矮星和行星的界定標準一直有爭議，所以許多質量在13倍木星質量附近的天體，可能會同時出現在褐矮星名單和太陽系外行星名單中。

為什麼常常以13倍木星質量為標準呢？以及為什麼又有爭議呢？

根據恆星相關理論，質量大於木星質量80倍的天體，將能引燃氫（氫1，即氕，氫的主要同位素）的聚變，成為一顆真正的恆星，這種小恆星一般稱為紅矮星。

質量小於80倍木星質量而大於13倍木星質量的，雖不能引發氫（氕）聚變，但在其核心可以發生氘聚變（質量大於65倍木星質量時還可以引發鋰聚變），從而使其溫度和光度明顯高於行星，卻又低於紅矮星，這種天體就可以稱為褐矮星。

氘聚變的臨界質量根據理論大概為13倍木星質量，但這個數值存在一定爭議。同時，由於氘在恆星中是含量很少的物質，因此氘聚變是不可能長期維持的（通常不超過1000萬年），如果一個褐矮星已經耗盡了氘，聚變已經停止，溫度已經下降，那麼這時它還可以叫褐矮星嗎？還是應該被算作行星？

總之，對於質量遠大於或遠小於13倍木星質量的天體，根據質量比較容易界定，接近13倍的，爭議不斷。類似的爭議也發生在80倍木星質量附近，有不少天體是紅矮星還是褐矮星也是有爭議的。

+++++++++++++++ 補充 ++++++++++++++

關於褐矮星和巨大行星的爭議，尚有另一個爭論點，即如果這個天體是圍繞一個主星旋轉的，被認定為行星問題不大。但如果這個天體是孤獨的，不圍繞任何一個別的更大天體運轉，有學者認為，按照行星的標準定義，這個天體無論多小都不能認定為行星。

這種孤獨天體如果質量比較大，認定為褐矮星也沒什麼爭議。而質量較小的，有些學者建議給它們單獨取一個名稱：星際行星，或者叫流浪行星。

問題又來了，這種流浪行星，按形成原因又分兩種。一種是，本來屬於某個系統的行星，後來被彈射出來的；而另一種則是像恆星的形成過程一樣，由星雲直接坍縮而成，只是因為星雲較小而不能夠形成恆星。

對於被彈射出來而流浪天涯的天體，稱為流浪行星沒有什麼疑問，但是對於那些因為星雲物質不夠多，坍縮後不能稱為恆星的天體，有些學者就不認為它們可以被叫作流浪行星，而是建議稱為「失敗恆星」或次褐矮星。

這種流浪的小天體，目前已經發現一些，由於它們非常黯淡且又不圍繞某顆主星旋轉，諸如掩星法、攝動法等探索太陽系外行星的主流方法都無法使用。通常的發現方式是重力微透鏡法。而在2013年，甚至用拍攝法直接拍到一顆流浪行星PSO J318.5-22的照片，它也是目前發現的最近的流浪行星，距離我們80光年，質量為木星的6.5倍。