比木星大三倍：詹姆斯·韦伯发现最小的失败恒星

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借助詹姆斯·韦伯望远镜（JWST）的力量，天文学家发现了迄今为止已知的最小的自由飞行的褐矮星。它的质量仅超过木星质量的三到四倍。

寻找褐矮星

褐矮星有时被称为未能成熟的恒星。它们也是由于气体云的引力塌缩而形成的，但它们的质量不足以在其内部启动涉及氢的成熟聚变反应（尽管涉及氘和锂核的反应可以在其深处发生）。最轻的褐矮星在质量上与巨行星重叠，这使得它们的分类过程变得非常复杂。

天文学家长期以来一直试图找到一个问题的答案：由于引力坍缩而形成的像恒星一样的最小物体是什么。为此，他们决定研究位于英仙座恒星形成区约一千光年外的 IC 348 星团。它的年龄约为五百万年。这意味着位于其中的任何褐矮星都会被加热到高温，并且会非常活跃地发射红外辐射。

研究人员随后招募了 JWST。他们发现了三个质量在3到8个木星质量之间、表面温度在830℃到1500℃之间的物体。计算机模拟显示，其中最小的一颗质量仅为木星质量的三到四倍。

发现的两颗褐矮星还显示出未知碳氢化合物的光谱特征。卡西尼号任务在土星和土卫六的大气层中发现了相同的红外特征。它也被发现在星际介质中。目前的褐矮星大气模型并未表明此类化合物的存在。

一颗未能成为行星或恒星的巨大行星或恒星？

到目前为止，天文学家还很难准确解释如此小的褐矮星是如何形成的。气体云可以在自身重力作用下塌缩并成为恒星。然而，由于重力较弱，小云团塌陷并形成褐矮星的难度要大得多，更不用说此类天体的质量可以与行星质量相比的情况。

另一个问题是，詹姆斯韦伯太空望远镜发现的天体是否实际上是褐矮星，而不是从其系统中喷射出来的巨行星。虽然研究人员不能完全排除后一种可能性，但他们认为这不太可能，原因有两个。

首先，与低质量行星相比，高质量流亡行星非常罕见。其次，绝大多数恒星都是低质量天体，巨行星在其中很少见。因此，IC 348 中的大多数恒星（质量较小）不太可能产生如此大的行星。此外，由于该星团只有五百万年的历史，它们几乎没有时间形成巨行星，然后将它们从系统中喷射出来。

未来，天文学家计划继续观测。理论表明，流亡行星最常见于星团的外围。因此，扩大搜索范围可以提前发现它们。