“失败的星星”能拥有行星吗？韦伯太空望远镜提供了线索

dootbear

Space.com：“失败的星星”能拥有行星吗？韦伯太空望远镜提供了线索

天文学家利用韦伯太空望远镜发现，在猎户座星云中，围绕“失败的星星”或称褐矮星（brown dwarfs）的星云实际上有行星形成的盘状结构。

这是首次确认这些奇特的宇宙天体周围存在“原行星盘”（protoplanetary disks）由气体和尘埃组成的扁平云层。

研究团队通过JWST对之前哈勃太空望远镜在猎户座星云中观测到的原行星盘进行了深入研究。

哈勃的观测显示，这些盘状结构被紫外线照亮。

这些发现有助于科学家了解褐矮星的形成过程，以及它们为何无法跨越成为完整恒星的最后一步。

此外，该发现可能还会帮助确定这些自由漂浮的天体是否能尽管未能成为恒星，仍然拥有自己的轨道行星。

褐矮星之所以被称为“失败的星星”，是因为它们像恒星一样由巨大的气体和尘埃云直接形成，但它们未能聚集足够的质量以在核心中产生触发氢核聚变的压力和温度，这个过程是恒星生命周期的关键。

褐矮星的质量介于木星的13到75倍之间，或太阳的0.13到0.75倍之间，温度较低，因此它们发出微弱的低能红外光。

来自宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院（Eberly College of Science）的研究团队共同负责人卢曼（Kevin Luhman）在一份声明中表示，恒星诞生于宇宙中巨大且横跨数光年的气体和尘埃云中，这些云被称为星云（nebulas）。

几十年来，天文学家一直怀疑，在一颗恒星在星云中形成不久之后，围绕这颗新生恒星的气体和尘埃盘中会诞生行星，这些盘称为原行星盘。

褐矮星或许不会失败作为行星的“父母”

1990年哈勃发射不久，美国宇航局的先锋望远镜就直接拍摄了猎户座星云中原行星盘的图像。

猎户座距离地球仅1500光年，是离地球最近的大型恒星形成区域，那里有大约2000颗新生恒星。

欧洲航天局（ESA）科学操作发展部负责人德·奥利维拉（Catarina Alves de Oliveira）表示，在像猎户座这样的星云中诞生的一些天体的质量过低，无法进行氢聚变，因此它们很冷且微弱，无法称为完整的恒星。这些缺乏聚变的类似恒星的天体被称为褐矮星。

问题在于，我们能否在猎户座的任何褐矮星周围找到原行星盘？

实际上，哈勃在猎户座星云中看到的一些原行星盘中心似乎确实有微弱的天体，可能是褐矮星。

但问题是，哈勃的观测不够灵敏，无法确定这些微弱的天体是否具有与这些“失败的星星”相关的低温特性。

这正是JWST发挥作用的地方，这是迄今为止人类建造的最灵敏的红外太空望远镜。它非常适合测量猎户座星云中那些可能是褐矮星的微弱天体的温度，包括哈勃三十年前看到的原行星盘。

天文学家对猎户座中几个褐矮星候选原行星盘进行了光谱分析，发现至少有20个天体的温度足够低，可以被归类为褐矮星。

其中最小的一个质量约为太阳的0.05倍，大约是木星质量的五倍。

研究团队还发现了两个质量刚好接近触发核聚变反应所需的边界的天体。

它们的质量约为太阳的0.75倍。

因此，研究人员无法确定这两个天体是大型褐矮星还是小型恒星。

卢曼表示，新的JWST观测仅仅触及了猎户座中褐矮星的表面。星云中有数百个微弱天体可能是褐矮星，它们都可以通过JWST进行光谱分析。

未来对猎户座的进一步观测可能会发现更多围绕褐矮星的原行星盘，并确定褐矮星存在的最小质量。”

这些信息将有助于我们填补褐矮星的形成过程，及其与恒星和行星之间关系的空白。

研究团队的研究成果已被《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）接受，并在arXiv预印本网站上发布。






来源：

https://www.space.com/james-webb ... brown-dwarf-planets

By Robert Lea published 3 hours ago
"This information will help us fill in the gaps in our knowledge of how brown dwarfs form and their relationship to stars and planets."

dootbear

本文要点:

1. 天文学家首次确认褐矮星周围存在原行星盘，揭示这些“失败的星星”可能孕育行星。

2. 通过JWST的红外光谱分析，科学家发现猎户座星云中至少20个原行星盘中有褐矮星。

3. 褐矮星质量不足以触发氢聚变，但类似恒星的形成过程使其与行星形成紧密相关。

4. JWST的敏感观测有助于揭示褐矮星的形成机制，并与恒星和行星的关系。

5. 研究结果将为未来研究褐矮星的最低质量界限提供重要信息。