美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上的NIRCam儀器拍攝的獵戶座星云中心的紅外圖像 。插圖顯示了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在光學(xué)波長和韋伯在紅外波長下拍攝的兩個(gè)微弱天體的放大圖像 。對(duì)于每個(gè)原行星盤，在光學(xué)圖像中都可以檢測到一個(gè)小的原行星盤的輪廓，它被一個(gè)明亮的電離鋒包圍著，電離鋒是由最大質(zhì)量恒星的強(qiáng)烈紫外線輻射產(chǎn)生的 。在韋伯的紅外圖像中檢測到每個(gè)圓盤中心的褐矮星 。韋伯上的NIRSpec儀器的光譜證實(shí)，這些物體是基于其低溫的褐矮星 。圖片來源：美國國家航空航天局/歐洲航天局/加拿大航天局，馬克·麥考恩/歐洲航天總局，馬西莫·羅貝托/STScI/JHU，凱文·盧曼/賓夕法尼亞州立大學(xué)，卡塔琳娜·阿爾維斯·德·奧利維拉/歐洲航天局 。
據(jù)賓夕法尼亞州立大學(xué)（Sam Sholtis）：新生恒星周圍環(huán)繞著氣體和塵埃盤 ， 行星就在其中誕生 ， 被稱為原行星盤 。在獵戶座星云中，最亮、質(zhì)量最大的恒星會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線輻射 ， 照亮原行星盤，從而可以拍攝到不同尋常的細(xì)節(jié) 。這些被紫外線照射的原行星盤（稱為proplyds）的驚人圖像是幾十年前美國宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的首批重大發(fā)現(xiàn)之一 。
包括賓夕法尼亞州立大學(xué)天文學(xué)家在內(nèi)的一個(gè)國際研究小組的一項(xiàng)新研究使用美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡揭示，哈勃望遠(yuǎn)鏡最初探測到的一些小行星圍繞著褐矮星，褐矮星是一種恒星狀物體，太小太冷，無法進(jìn)行氫聚變 。韋伯的新結(jié)果將幫助天文學(xué)家更好地了解褐矮星是如何形成的，它們與恒星和行星的關(guān)系，以及它們是否可能有自己的行星 。
這項(xiàng)研究發(fā)表在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上，即將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上 。
賓夕法尼亞州立大學(xué)埃伯利科學(xué)學(xué)院天文學(xué)和天體物理學(xué)教授、研究小組負(fù)責(zé)人凱文·盧曼說：“恒星誕生于太空中直徑可達(dá)光年的巨大氣體和塵埃云中，這些云被稱為星云 。” 。“幾十年來，天文學(xué)家懷疑，在一顆恒星在星云內(nèi)聚結(jié)后不久，行星就會(huì)在圍繞新生恒星的氣體和塵埃盤內(nèi)誕生，即原行星盤 。”
1990年發(fā)射后不久，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡通過對(duì)獵戶座星云的觀測，展示了一些最清晰的原行星盤直接照片 。獵戶座星云包含大約2000顆新生恒星，是離我們太陽系最近的恒星形成星云之一 ， 距離我們1300光年 。
歐洲航天局科學(xué)運(yùn)營發(fā)展部負(fù)責(zé)人、研究小組負(fù)責(zé)人卡塔琳娜·阿爾維斯·德·奧利維拉說：“一些誕生在獵戶座等星云中的天體質(zhì)量太?。薹ń星餼郾洌虼慫嗆芾浜馨擔(dān)?不符合成熟恒星的資格 。” 。“這些缺乏聚變的類恒星體被稱為褐矮星 。問題是，我們能在獵戶座的任何褐矮星周圍找到行星嗎？”
在20世紀(jì)90年代中期發(fā)現(xiàn)褐矮星后不久，天文學(xué)家開始懷疑它們是否也可能含有原行星盤 。哈勃在20世紀(jì)90年代探測到的一些小行星似乎圍繞著足夠微弱的褐矮星，但它們?nèi)狈Ρ匾臏y量數(shù)據(jù)來證實(shí)它們具有褐矮星的低溫 。需要更靈敏的紅外望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行此類測量 。
美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡于2021年12月發(fā)射，是迄今為止最強(qiáng)大的紅外望遠(yuǎn)鏡 ， 非常適合測量獵戶座星云中可能是褐矮星的微弱物體的溫度，包括哈勃30年前拍攝到的最微弱的恒星 。
天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)使用韋伯的近紅外光譜儀對(duì)獵戶座的一小部分褐矮星候選者進(jìn)行了紅外光譜測量 。這些數(shù)據(jù)證實(shí) ， 有20個(gè)天體足夠冷，可以成為褐矮星，其中最小的天體的質(zhì)量可能只有地球太陽的0.5%，也就是木星的五個(gè)質(zhì)量 。
另外兩個(gè)天體接近聚變的最小質(zhì)量——太陽質(zhì)量的7.5%——因此尚不清楚它們是小恒星還是大褐矮星 。新褐矮星的樣本包括哈勃在20世紀(jì)90年代探測到的兩顆微弱的恒星 ， 使它們成為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最冷、質(zhì)量最小的兩顆恒星 。
盧曼說：“新的韋伯觀測只觸及了獵戶座褐矮星的表面 。” 。“該星云包含數(shù)百個(gè)可能是褐矮星的微弱物體 ， 這些物體已經(jīng)成熟，可以用韋伯望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行光譜學(xué)研究 。未來用韋伯望遠(yuǎn)鏡對(duì)獵戶座的觀測可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多褐矮星周圍的proplyds例子 ， 并確定褐矮星存在的最小質(zhì)量 。這些信息將幫助我們填補(bǔ)褐矮星如何形成及其與恒星和行星關(guān)系的知識(shí)空白 。”
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