最小的由漂星星是什么？
天文學家試圖確定能夠以類似恒星的方式形成的最小物體。一個使用美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的美國團隊已經確認了新的記錄保持者:一顆微小的自由漂浮的褐矮星，其質量只有木星的航空航天褐矮三到四倍。
“你會在每本天文學教科書中發現一個基本問題，韋伯最小的發現浮恒星是什么？這就是我們試圖回答的問題，”賓夕法尼亞州立大學的由漂寧波外圍全球資源（電話微信180-4582-8235）寧波外圍全球資源提供全國外圍高端商務模特伴游主要作者凱文·魯曼解釋道。
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為了定位這顆新發現的褐矮星，盧曼和他的同事卡塔琳娜·阿爾維斯·德·奧利維拉(Catarina Alves de Oliveira)選擇研究星團IC 348，它位于英仙座恒星形成區，距離我們大約1000光年。這個星團很年輕，大約只有500萬年。因此，任何棕矮星在紅外光下仍會相對明亮，因其形成時的熱量而發光。
該團隊首先使用韋伯的NIRCam(近紅外相機)對星團中心進行成像，以根據亮度和顏色識別褐矮星候選星。他們使用韋伯的NIRSpec(近紅外光譜儀)微型快門陣列追蹤最有希望的目標。
這張圖片來自美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡上的NIRCam(近紅外照相機)儀器，顯示了星團IC 348的中央部分。填充圖像的纖細的幕簾是星際物質，反射來自星團恒星的光——這就是所謂的反射星云。這種物質還包括被稱為多環芳烴(PAHs)的含碳分子。來自星團中最大質量恒星的風可能有助于塑造在視野右側看到的大環。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局、歐空局、加空局、STScI、K. Luhman(賓夕法尼亞州立大學)和C. Alves de Oliveira(歐空局)
韋伯的紅外敏感度至關重要，這使得該團隊能夠比地面望遠鏡探測到更微弱的物體。此外，韋伯敏銳的視覺使他們能夠確定哪些紅色物體是精確的褐矮星，哪些是blobby背景星系。
這一篩選過程導致了三個有趣的目標，重量為三到八個木星質量，表面溫度從1500到2800華氏度(830到1500攝氏度)不等。根據計算機模型，其中最小的一顆重量只有木星的三到四倍。
解釋如此小的褐矮星是如何形成的在理論上具有挑戰性。一團又重又密的氣體云有足夠的引力坍縮并形成一顆恒星。然而，由于其引力較弱，小云塌縮形成褐矮星應該更困難，對于具有巨行星質量的褐矮星來說尤其如此。
“對于目前的模型來說，在恒星周圍的圓盤中制造巨大的行星非常容易，”歐洲航天局(ESA)的首席研究員Catarina Alves de Oliveira說。“但在這個星團中，這個物體不太可能形成于一個圓盤中，而是像恒星一樣形成，而且質量是木星的3倍，比我們的太陽小300倍。所以我們不得不問，恒星形成過程是如何在如此非常非常小的質量下運作的？”
神秘分子
除了提供恒星形成過程的線索，微小的褐矮星還可以幫助天文學家更好地了解系外行星。質量最小的棕矮星與最大的系外行星重疊；因此，它們應該具有一些相似的性質。然而，一顆自由漂浮的褐矮星比一顆巨大的系外行星更容易研究，因為后者隱藏在其宿主恒星的強光下。
本次調查中發現的兩顆褐矮星顯示了一種未知碳氫化合物的光譜特征，或者同時含有氫和碳原子的分子。美國國家航空航天局的卡西尼任務在土星及其衛星泰坦的大氣中也探測到了同樣的紅外信號。在星際介質或恒星間的氣體中也發現了這種現象。
“這是我們第一次在太陽系以外的物體的大氣中探測到這種分子，”阿爾維斯·德·奧利維拉解釋道。“褐矮星大氣模型并不能預測它的存在。我們正在觀察比以往任何時候都更年輕、質量更輕的物體，我們看到了一些新的和意想不到的東西。”
這張圖片來自美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡上的NIRCam(近紅外照相機)儀器，顯示了星團IC 348的中央部分。天文學家在星團中搜尋微小的自由漂浮的褐矮星:太小而不能成為恒星，但比大多數行星都大的物體。他們發現了三顆質量不到木星八倍的褐矮星，它們在主圖中被圈起來，并顯示在右側的詳圖中。最小的重量只有木星的三到四倍，挑戰了恒星形成的理論。圖像：uux.cn/美國國家航空航天局、歐空局、加空局、STScI、K. Luhman(賓夕法尼亞州立大學)和C. Alves de Oliveira(歐空局)
褐矮星還是流氓星球？
由于這些物體完全在大行星的質量范圍內，這就提出了一個問題，即它們是否真的是褐矮星，或者它們是否真的是從行星系統中被驅逐出來的流氓行星。雖然該團隊不能排除后者，但他們認為，他們更有可能是一顆褐矮星，而不是一顆被驅逐的行星。
一顆被噴射的巨行星不太可能存在，原因有二。首先，與質量較小的行星相比，這樣的行星通常不常見。第二，大多數恒星都是低質量恒星，巨行星在那些恒星中尤其罕見。因此，IC 348中的大多數恒星(低質量恒星)不太可能產生如此大質量的行星。此外，由于星團只有500萬年，可能沒有足夠的時間形成巨型行星，然后將其逐出系統。
更多此類物體的發現將有助于弄清它們的狀況。理論表明，流氓行星更有可能在星團的外圍被發現，因此如果它們存在于IC 348內，擴大搜索范圍可能會識別它們。
未來的工作可能還包括更長的調查，可以檢測更微弱，更小的物體。該小組進行的短期調查預計將探測到質量為木星兩倍的物體。更長時間的觀測很容易達到木星的質量。
這些觀察作為保證時間觀察計劃1229的一部分。結果發表在《天文學雜志》上。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是世界上首屈一指的太空科學天文臺。韋伯正在解開我們太陽系的謎團，觀察其他恒星周圍的遙遠世界，探索我們宇宙的神秘結構和起源以及我們在其中的位置。Webb是由美國國家航空航天局及其合作伙伴ESA(歐洲航天局)和加拿大航天局領導的一個國際項目。
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