棕矮星的质量极限

韦伯太空望远镜近期在在距离地球约 1,400 光年的火焰星云(Flame Nebula)中成功观测到自由漂浮的低质量天体,即棕矮星(brown dwarf),也被称为「形成失败的恒星」。研究显示,其形成的最低质量极限约为 2 倍木星质量。若此结果成立,意味着银河系内不应该存在单独形成且质量低于 2 倍木星质量的天体,除非它们原为行星,后来被抛射出母恒星系统。这项研究对理解恒星与行星的形成机制具有重要意义。恒星与棕矮星皆起源于分子云。当分子云塌缩并碎裂为较小的碎块时,这些碎块可能进一步演化为个别星体。然而,最后只有核心收缩到足够致密且温度足够高的碎块,才能点燃氢融合反应,成为真正的恒星。无法达到这一门槛的碎块则持续塌缩,形成棕矮星,因此棕矮星被称为「形成失败的恒星」。由于棕矮星缺乏稳定的能量来源,会随时间逐渐冷却并变得极为昏暗,使得观测变得困难。然而,在形成初期,它们仍具有较高的温度与亮度,能透过红外线观测。韦伯望远镜凭借其在红外线卓越的灵敏度,突破过去探测极限,使天文学家得以首次深入统计火焰星云内的棕矮星分布,并侦测到极暗弱、质量最低的天体。

天文館:失敗恆星的質量極限
NASA’s Webb Peers Deeper into Mysterious Flame Nebula