詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了不应该存在的破纪录的“失败之星”

拓牛李强

（）据美国太空网（罗伯特·李）：詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在距离地球仅1000光年的年轻星团中发现了一颗打破纪录的自由漂浮褐矮星和另外两颗所谓的“失败恒星”。

打破纪录的褐矮星与母星无关，质量约为木星的八倍。与此同时，最小的一颗的质量大约是木星的三倍，这使得它对当前关于这些天体如何诞生的理论提出了挑战。这一发现可以帮助天文学家更好地确定行星和恒星之间的界限。

“你会在每本天文学教科书中发现一个基本问题，最小的恒星是什么？这就是我们试图回答的问题，”研究主要作者、宾夕法尼亚州立大学科学家凯文·卢曼在一份声明中说。



JWST观测到的星团IC 348，它发现了三颗“失败之星”褐矮星。(图片鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局、加空局、STScI、K. Luhman(宾夕法尼亚州立大学)和C. Alves de Oliveira(欧洲航天局))

当他们将JWST的近红外相机(NIRCam)对准IC 348星团的稀薄气体和尘埃中心时，研究小组发现了这三颗褐矮星，包括这一新的记录打破者，IC 348星团位于更大的恒星诞生英仙座恒星形成区域内。由于这个星系团的年轻，其内部的棕矮星仍然散发着红外光，这是它们形成后留下的热量的结果。

这次调查中最有希望的目标被选中，用JWST的近红外光谱仪(NIRSpec)微快门阵列进行深潜后续调查。与地面望远镜相比，NIRSpec足够敏感，可以探测到更暗的物体，使团队能够从背景星系中区分棕矮星，将八个潜在的棕矮星缩小到三个。


为什么有些明星会「失败」？



JWST看到的三颗褐矮星及其在IC 348中的位置(图片鸣谢:美国国家航空航天局、欧空局、CSA、STScI以及K. Luhman(宾夕法尼亚州立大学)和C. Alves de Oliveira(欧洲航天局))

棕矮星不幸地获得了“失败的恒星”的绰号，因为它们像所有的恒星一样，从坍缩的气体云中诞生，但它们从未聚集足够的质量来触发氢与内核的核聚变，这一过程负责产生恒星在其主序生命周期中产生的大部分能量和光。

恒星褐矮星和大型行星之间存在重叠，其中许多失败的恒星的质量是太阳系最大行星木星的几倍。然而，科学家们并不完全确定能够像恒星一样诞生的最小天体是什么，以及氢氦融合开始的最小恒星质量是多少。

这很复杂，因为棕矮星在核聚变方面并不完全失败。人们认为它们的质量足以将重氢——也称为氘——在其核心融合在一起。

这个年轻星团中的小褐矮星是恒星形成模型的一个问题，因为气体云的尺寸很小。较小的云引力较弱，因此应该努力坍缩并产生这样一颗小褐矮星。同样，根据这一发现背后的天文学家的说法，这颗矮小的褐矮星不应该像行星一样在这个系统中形成。

“目前的模型很容易在恒星周围的圆盘中制造出巨大的行星，”研究首席研究员兼欧洲航天局科学家Catarina Alves de Oliveira说。“但在这个星团中，这个物体不太可能形成一个圆盘，而是像恒星一样形成，而且三个木星的质量比我们的太阳小300倍。

“所以我们不得不问，在质量如此之小的情况下，恒星的形成过程是如何进行的？”