美国国家航空航天局的望远镜在猎户座星云中发现了褐矮星原行星盘 _美国

美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜上的NIRCam仪器拍摄的猎户座星云中心的红外图像。插图显示了哈勃太空望远镜在光学波长和韦伯在红外波长下拍摄的两个微弱天体的放大图像。对于每个原行星盘，在光学图像中都可以检测到一个小的原行星盘的轮廓，它被一个明亮的电离锋包围着，电离锋是由最大质量恒星的强烈紫外线辐射产生的。在韦伯的红外图像中检测到每个圆盘中心的褐矮星。韦伯上的NIRSpec仪器的光谱证实，这些物体是基于其低温的褐矮星。图片来源：美国国家航空航天局/欧洲航天局/加拿大航天局，马克·麦考恩/欧洲航天总局，马西莫·罗贝托/STScI/JHU，凯文·卢曼/宾夕法尼亚州立大学，卡塔琳娜·阿尔维斯·德·奥利维拉/欧洲航天局。
据宾夕法尼亚州立大学（Sam Sholtis）：新生恒星周围环绕着气体和尘埃盘，行星就在其中诞生，被称为原行星盘。在猎户座星云中，最亮、质量最大的恒星会发出强烈的紫外线辐射，照亮原行星盘，从而可以拍摄到不同寻常的细节。这些被紫外线照射的原行星盘（称为proplyds）的惊人图像是几十年前美国宇航局哈勃太空望远镜的首批重大发现之一。
包括宾夕法尼亚州立大学天文学家在内的一个国际研究小组的一项新研究使用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示，哈勃望远镜最初探测到的一些小行星围绕着褐矮星，褐矮星是一种恒星状物体，太小太冷，无法进行氢聚变。韦伯的新结果将帮助天文学家更好地了解褐矮星是如何形成的，它们与恒星和行星的关系，以及它们是否可能有自己的行星。
这项研究发表在arXiv预印本服务器上，即将发表在《天体物理学杂志》上。
宾夕法尼亚州立大学埃伯利科学学院天文学和天体物理学教授、研究小组负责人凯文·卢曼说：“恒星诞生于太空中直径可达光年的巨大气体和尘埃云中，这些云被称为星云。” 。“几十年来，天文学家怀疑，在一颗恒星在星云内聚结后不久，行星就会在围绕新生恒星的气体和尘埃盘内诞生，即原行星盘。”
1990年发射后不久，哈勃太空望远镜通过对猎户座星云的观测，展示了一些最清晰的原行星盘直接照片。猎户座星云包含大约2000颗新生恒星，是离我们太阳系最近的恒星形成星云之一，距离我们1300光年。
欧洲航天局科学运营发展部负责人、研究小组负责人卡塔琳娜·阿尔维斯·德·奥利维拉说：“一些诞生在猎户座等星云中的天体质量太?。薹ń星饩郾洌虼怂呛芾浜馨担?不符合成熟恒星的资格。” 。“这些缺乏聚变的类恒星体被称为褐矮星。问题是，我们能在猎户座的任何褐矮星周围找到行星吗？”
在20世纪90年代中期发现褐矮星后不久，天文学家开始怀疑它们是否也可能含有原行星盘。哈勃在20世纪90年代探测到的一些小行星似乎围绕着足够微弱的褐矮星，但它们缺乏必要的测量数据来证实它们具有褐矮星的低温。需要更灵敏的红外望远镜进行此类测量。
美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜于2021年12月发射，是迄今为止最强大的红外望远镜，非常适合测量猎户座星云中可能是褐矮星的微弱物体的温度，包括哈勃30年前拍摄到的最微弱的恒星。
天文学家团队使用韦伯的近红外光谱仪对猎户座的一小部分褐矮星候选者进行了红外光谱测量。这些数据证实，有20个天体足够冷，可以成为褐矮星，其中最小的天体的质量可能只有地球太阳的0.5%，也就是木星的五个质量。
另外两个天体接近聚变的最小质量——太阳质量的7.5%——因此尚不清楚它们是小恒星还是大褐矮星。新褐矮星的样本包括哈勃在20世纪90年代探测到的两颗微弱的恒星，使它们成为迄今为止发现的最冷、质量最小的两颗恒星。
卢曼说：“新的韦伯观测只触及了猎户座褐矮星的表面。” 。“该星云包含数百个可能是褐矮星的微弱物体，这些物体已经成熟，可以用韦伯望远镜进行光谱学研究。未来用韦伯望远镜对猎户座的观测可能会发现更多褐矮星周围的proplyds例子，并确定褐矮星存在的最小质量。这些信息将帮助我们填补褐矮星如何形成及其与恒星和行星关系的知识空白。”