美国宇航局的韦伯望远镜搜寻年轻的棕色矮人和流氓行星

像恒星一样形成但不自身发光的最小天体有多小?与成熟的星相比，它们有多普遍?在被扔进星际空间之前围绕恒星形成的“流氓行星”怎么样?当美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜于2021年发射升空时，它将阐明这些问题。

回答这些问题将在像恒星形成的物体之间形成边界，这些恒星是由重力坍缩的气体和尘埃云而生，而像行星那样的物体是当气体和尘埃聚集在年轻恒星周围的圆盘中而形成的。它还将在关于褐矮星起源的竞争观点之间进行区分，褐矮星的起源是质量介于太阳的1%到8%之间，无法维持氢核聚变的物体。

在英国圣安德鲁斯大学的Aleks Scholz领导的一项研究中，研究人员将使用Webb来发现附近一个名为NGC 1333的恒星苗圃的最小，最微弱的居民。该恒星苗圃位于英仙座星座约1,000光年，恒星星团NGC 1333在天文方面非常接近。它也非常紧凑，并包含许多年轻的恒星。这三个因素使其成为研究行动中恒星形成的理想场所，特别是对于那些对非常微弱，自由漂浮的物体感兴趣的人。

斯科尔斯解释说：“迄今为止，发现的最小的褐矮星仅比木星重五到十倍。”“我们尚不知道恒星苗圃中是否还会形成质量更低的物体。借助韦伯，我们希望首次将星团成员识别为像木星那样微不足道的行星。它们相对于更矮的褐色矮星和恒星的数量将为我们提供证据。起源，也为我们提供了更广泛的有关恒星形成过程的重要线索。”

模糊边界

极低质量的物体很酷，这意味着它们发射的大部分光都是红外波长的。由于来自地球大气层的干扰，从地面望远镜观察红外光具有挑战性。由于其巨大的尺寸和能够以前所未有的灵敏度看到红外光的能力，韦伯非常适合发现和表征质量低于五个木星的年轻漂浮物体。

褐矮星和巨型行星之间的区别很模糊。

“有一些质量低于10-木星标记的天体自由地漂浮在整个星团中。由于它们没有绕过任何特定的恒星运行，因此我们称它们为棕矮星或行星质量天体，因为我们对此并不了解，葡萄牙里斯本大学的团队成员Koraljka Muzic说。“另一方面，一些巨大的巨型行星可能会发生聚变反应。并且某些棕矮星可能会形成盘状。”

还有“流氓行星”的问题-像行星一样形成的物体，后来又从太阳系中弹出。这些自由漂浮的身体注定要永远在恒星之间徘徊。

一次数十次

该小组将使用韦伯的近红外成像仪和无缝光谱仪(NIRISS)研究这些各种低质量物体。光谱仪将来自单一光源的光分解为其组成颜色，就像棱镜将白光分解为彩虹一样。这种光带有当物质发射光或与光相互作用时产生的指纹。光谱仪使研究人员能够分析这些指纹并发现诸如温度和成分之类的特性。

NIRISS将为团队同时提供数十个对象的信息。康奈尔大学的团队成员Ray Jayawardhana解释说：“这很关键。要明确确认棕色矮星或无赖行星，我们需要在光谱中查看分子(主要是水和甲烷)的吸收特征。”“光谱学非常耗时，能够同时观察许多物体有很大帮助。另一种选择是先拍摄图像，测量颜色，选择候选物然后进行光谱分析，这将花费更多的时间并依赖于更多的假设。 ”

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