韦伯在恒星形成星团IC 348中发现小型自由漂浮褐矮星

新发现的褐矮星的质量估计为木星质量的 3-4 倍，使其成为迄今为止直接成像的质量最小的自由漂浮褐矮星的有力竞争者。

褐矮星是一种凉爽、昏暗的天体，其大小介于气态巨行星和类太阳恒星之间。

这些天体有时被称为失败恒星，它们太小，无法维持其核心的氢聚变反应，但它们具有类似恒星的属性。

通常，它们的质量在 11-16 木星(可维持氘聚变的大约质量)和 75-80 木星(维持氢聚变的大约质量)之间。

“你在每一本天文学教科书中都会发现的一个基本问题是，最小的恒星是什么?这就是我们试图回答的问题，”宾夕法尼亚州立大学天文学家凯文·卢曼博士说。

这颗新发现的褐矮星位于IC 348，这是一个位于英仙座、距离我们 1000 光年的星团。

该星团也被称为 Collinder 41、Gingrich 1 和 Theia 17，包含近 400 颗恒星，年龄约为 500 万年。

IC 348 是较大的英仙座恒星形成区域的一部分，通常肉眼看不见，但在红外波长下观察时会发出明亮的光芒。

卢曼博士和他的同事使用韦伯的 NIRCam 仪器对星团中心进行了成像，从亮度和颜色来识别褐矮星候选者。

他们使用Webb 的 NIRSpec 微快门阵列跟踪最有希望的目标。

这个过程产生了三个有趣的目标，质量为 3-8 木星，表面温度在 830 到 1,500 摄氏度之间。

根据计算机模型，其中最小的重量仅为木星的 3-4 倍。

欧空局天文学家卡塔琳娜·阿尔维斯·德奥利维拉博士说：“对于当前的模型来说，在围绕恒星的圆盘中制造巨型行星非常容易。”

“但在这个星团中，这个物体不太可能形成一个圆盘，而是像一颗恒星一样形成，而三个木星的质量比我们的太阳小300倍。”

“所以我们不得不问，恒星形成过程是如何在如此非常非常小的质量下进行的?”

研究小组发现的两颗褐矮星显示出一种不明碳氢化合物的光谱特征，这种碳氢化合物是一种同时含有氢和碳原子的分子。

美国宇航局卡西尼号任务在土星及其卫星泰坦的大气层中也检测到了相同的红外特征。

它也在星际介质(恒星之间的气体)中被发现。

“这是我们第一次在太阳系外物体的大气中检测到这种分子，”德奥利维拉博士说。

“褐矮星大气层模型并不能预测它的存在。我们正在研究比以前更年轻、质量更小的物体，并且我们看到了一些新的和意想不到的东西。”

关于这一发现的论文发表在《天文学杂志》上。