美國國家航空航天局的望遠鏡在獵戶座星云中發現了褐矮星原行星盤 _美國

美國國家航空航天局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡上的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鏡在光學波長和韋伯在紅外波長下拍攝的兩個微弱天體的放大圖像。對于每個原行星盤，在光學圖像中都可以檢測到一個小的原行星盤的輪廓，它被一個明亮的電離鋒包圍著，電離鋒是由最大質量恒星的強烈紫外線輻射產生的。在韋伯的紅外圖像中檢測到每個圓盤中心的褐矮星。韋伯上的NIRSpec儀器的光譜證實，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，卡塔琳娜·阿爾維斯·德·奧利維拉/歐洲航天局。
據賓夕法尼亞州立大學（Sam Sholtis）：新生恒星周圍環繞著氣體和塵埃盤，行星就在其中誕生，被稱為原行星盤。在獵戶座星云中，最亮、質量最大的恒星會發出強烈的紫外線輻射，照亮原行星盤，從而可以拍攝到不同尋常的細節。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鏡的首批重大發現之一。
包括賓夕法尼亞州立大學天文學家在內的一個國際研究小組的一項新研究使用美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡揭示，哈勃望遠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，無法進行氫聚變。韋伯的新結果將幫助天文學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系，以及它們是否可能有自己的行星。
這項研究發表在arXiv預印本服務器上，即將發表在《天體物理學雜志》上。
賓夕法尼亞州立大學埃伯利科學學院天文學和天體物理學教授、研究小組負責人凱文·盧曼說：“恒星誕生于太空中直徑可達光年的巨大氣體和塵埃云中，這些云被稱為星云。” 。“幾十年來，天文學家懷疑，在一顆恒星在星云內聚結后不久，行星就會在圍繞新生恒星的氣體和塵埃盤內誕生，即原行星盤。”
1990年發射后不久，哈勃太空望遠鏡通過對獵戶座星云的觀測，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。
歐洲航天局科學運營發展部負責人、研究小組負責人卡塔琳娜·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量太?。薹ń星餼郾洌虼慫嗆芾浜馨擔?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90年代中期發現褐矮星后不久，天文學家開始懷疑它們是否也可能含有原行星盤。哈勃在20世紀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，但它們缺乏必要的測量數據來證實它們具有褐矮星的低溫。需要更靈敏的紅外望遠鏡進行此類測量。
美國國家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡于2021年12月發射，是迄今為止最強大的紅外望遠鏡，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。
天文學家團隊使用韋伯的近紅外光譜儀對獵戶座的一小部分褐矮星候選者進行了紅外光譜測量。這些數據證實，有20個天體足夠冷，可以成為褐矮星，其中最小的天體的質量可能只有地球太陽的0.5%，也就是木星的五個質量。
另外兩個天體接近聚變的最小質量——太陽質量的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90年代探測到的兩顆微弱的恒星，使它們成為迄今為止發現的最冷、質量最小的兩顆恒星。
盧曼說：“新的韋伯觀測只觸及了獵戶座褐矮星的表面。” 。“該星云包含數百個可能是褐矮星的微弱物體，這些物體已經成熟，可以用韋伯望遠鏡進行光譜學研究。未來用韋伯望遠鏡對獵戶座的觀測可能會發現更多褐矮星周圍的proplyds例子，并確定褐矮星存在的最小質量。這些信息將幫助我們填補褐矮星如何形成及其與恒星和行星關系的知識空白。”