自然并不符合我们对事物的定义。一个典型的例子是褐矮星。它们不完全是恒星,也不完全是气态巨行星。它们占据了这些定义之间的空间。
褐矮星的身份可能有点令人困惑,但它们的形成方式很清楚。它们的形成方式与其他恒星相同:是巨大的冷氢云塌陷的结果。
同样的机制产生了各种质量的恒星,从燃烧数万亿年的小型暗矮星到寿命短暂并爆炸为超新星的大质量O型恒星。天文学家对气体云塌缩形成的最微小物体感到好奇,新的研究探索了恒星形成的这一方面。
研究题为“IC 348 中 IMF 下方的新褐矮星光谱类别该报告的作者是宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学系的凯文·卢曼(Kevin Luhmann)和欧洲航天局科学运营发展部负责人卡塔琳娜·阿尔维斯·德奥利维拉(Catarina Alves de Oliveira)。
研究的重点就在于此 集成电路348距我们约 1,000 光年的恒星区域。 IC 348 是英仙座分子云的最大部分。它是一个由约 400 颗恒星组成的星团,年龄约为 2-5 百万年,周围环绕着星云。由于它距离地球相对较近,因此它是研究最小的褐矮星的好地方。天文学家已经在那里发现了质量小于 4 个木星的褐矮星。
这张 JWST 图像突出显示了 IC 348 星团的中心部分。反射星云中的年轻恒星照亮了尘埃和气体碎片。图片来源:ESA/Webb、NASA、CSA、K. Luhman、C. Alves De Oliveira、M. Zamani (ESA/Webb)
“在一个 之前的研究作者写道:“我们使用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 在附近的恒星形成星团 IC 348 的中心探测到了三颗新的褐矮星。”
但天文学家希望找到褐矮星的最小质量,他们认为这个极限甚至可能小于 3-4 个木星质量。
在这项工作中,天文学家再次转向 IC 348。这一次他们的研究更加深入,覆盖了更广泛的恒星形成区域。他们发现了 39 种新的棕色漫画候选者,并使用 NIRSpec 获得了其中 15 种的光谱。这 15 个星团中的 9 个被归类为 IC 348 星团的亚恒星成员,这意味着它们的大小不足以点燃氢聚变。这意味着它们是棕矮星。
“最女性新成员的质量估计约为 2 MJup,这是最小质量的新限制 国际货币基金组织作者写道。从长远来看,这只是太阳质量的 0.19%。布朗在我们理解恒星形成过程中遇到了这个小问题。
这项研究的主要焦点是低能量褐矮星的发现,这与其光谱特征有关。
在之前的研究中发现的三颗褐矮星中,有两颗的光谱具有不寻常的特征。作者解释说,“这两个新的棕色天体还表现出未知脂肪族碳氢化合物的吸收特征,这是大气模型没有预测到的,之前也没有在太阳系外大气中检测到过”。
在这些新的观测中,在新的褐矮星中检测到了相同的未知碳氢化合物。这意味着 IC 348 中总共有 11 颗类碳氢化合物褐矮星。作者写道,由于这一特征在较慢的尺度上更强,碳氢化合物是最冷地壳的自然特征。这不是随机观察,也不是某些物种的污染。
这导致他们宣布了一类新的褐矮星。
该图显示了 IC 348 中褐矮星的光谱。前四个在 3.4 µm 处没有碳氢化合物特征。这一特征在其余部分都很明显,有助于确认一类新的棕色鼻子。图片来源:K. Luhman、K. Alves De Oliveira,2026。ApJL
他们写道:“我们提出了一个新的光谱类别‘H’,该光谱类别由 3.4 μm 处基本碳氢化合物谱带的存在来定义。”
其中一些物体似乎具有形成行星的物质。 “这两个新成员(~2 和 10 MJup)显示出来自星周盘的大量过量排放,表明它们储存了行星形成的原材料,”他们解释道。质量只有 2 个木星且拥有自己行星的次恒星天体是我们的定义与自然不一致的另一个例子。它更像是一个双星行星。或者也许是亚恒星层次结构,而不是经典的恒星+行星层次结构。
撇开模糊的定义不谈,这是一个有能力的 JWST 如何完全按照预期行事的另一个例子。太空望远镜推动了天文学和天体物理学的许多领域的发展。在某些方面,寻找并找到质量最低的褐矮星是试图找到定义失效的点。
这项工作也是 JWST 科学成果带来的令人惊叹的图像的另一个例子。
这不仅仅是一类新的褐矮星。由于是 JWST,它还给我们带来了一些令人惊叹的新图像。这些图像显示了星云内的恒星 (1)、中央星团 (2)、恒星和微弱的流出物 (3)、赫比格-哈罗天体 (4)、引力透镜 (5) 和背景螺旋星系 (6)。图片来源:ESA/Webb、NASA、CSA、K. Luhman、C. Alves De Oliveira、M. Zamani (ESA/Webb)