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詹姆斯韦伯太空望远镜在银河系外发现第一颗“失败的恒星”候选

2024-10-26 19:54阅读：

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詹姆斯韦伯太空望远镜在银河系外发现第一颗“失败的恒星”候选
By Robert Lea
published 3 hours ago
James Webb Space Telescope
“我们越来越接近解锁恒星和行星如何在早期宇宙的恶劣条件中形成的秘密” 。
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在这一点上天文学家习惯于詹姆斯韦伯太空望远镜推动天文学的边界，如此这台耗资100亿美元的望远镜已经再次超越自己也不足为奇。
詹姆斯韦伯太空望远镜用来自哈勃太空望远镜的一点帮助可能在银河系的卫星星系小麦哲伦星云（SMC）中发现了一个所谓的“失败的恒星”褐矮星的家族。如果是这种情况，这将是天文学家首次在我们银河系限制之外已经发现这样的天体。
潜在的褐矮星位于小麦哲伦星云的边缘，小麦哲伦星云是一个靠近银河系的矮星系，位于一个叫
pan >NGC 602的年轻星团中。NGC 602距离地球约20万光年远。天文学家对这个星团进行了很好的研究，因为它的厚厚尘埃云和气体云恒星体的构建块据信是强烈恒星形成的场所。小麦哲伦星云的这一区域中的恒星形成进一步被一个相关的电离氢斑块N90证实。当来自年轻恒星强烈紫外线将电子从氢原子中剥离时原子氢被创造。
詹姆斯韦伯太空望远镜在银河系外发现第一颗“失败的恒星”候选

一幅显示小麦哲伦星云中的一颗褐矮星“失败的恒星”正凝视着银河系的插图。(Image credit: Robert Lea (created with Canva))
此外，因为它有一个比氢和氦更重元素的丰度不足（天文学家称这些更重的元素为“金属”），NGC 602和更宽的小麦哲伦星云区域对在早期宇宙中发现的“贫金属”星系是良好的代理。
亚利桑那大学科学家艾莉娜（Elena Sabbi）在一份声明中说，“通过研究NGC602中新发现的年轻贫金属褐矮星，我们越来越接近解锁恒星和行星如何在早期宇宙的恶劣条件中形成的秘密”。
同样厚的气体和尘埃道使这样的区域迷人的来研究。然而这些相同的通道对天文学家摆出一个挑战，因为它们吸收可见光。
长波、低频红外光能溜过这些云层不被吸收，这就是詹姆斯韦伯太空望远镜研究宇宙的光的波长。这使詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam）和中红外仪器（MIRI）对研究小麦哲伦星云和NGC 602是理想的。毫不好奇这台强大的太空望远镜已经以潜在的首次探测河外褐矮星再次打破新基础。
褐矮星失败...
褐矮星被赋予它们的有点不公平的失败的恒星的绰号，因为它们像恒星一样从过密的气体和尘埃云坍塌形成，但质量只得到木星的13到75倍（太阳质量的0.13到0.75倍）之间。这意味着它们不能产生足够的压力和热来触发在它们核心中氢到氦的聚变，定义了一个主序星的过程。
褐矮星不只按它们如何形成与行星不同。与大多数行星不同，这些天体也不被系到母恒星浪荡宇宙。它们确实与气态巨行星共享一些特征，比如它们的大气层组成和肆虐过它们的风暴。
到目前为止，天文学家已经探测到大约3000颗褐矮星，但所有这些褐矮星已经都在银河系的边界内。这些河外褐矮星似乎来证实萌芽恒星如何失败的理论。
欧空局科学家皮特（Peter Zeidler）在同一份声明中说，“我们的结果很好适合这样一种低于氢燃烧极限的天体的质量分布只是恒星分布的一个延续的理论，似乎它们以同样的方式形成；它们只是没有吸积足够的质量来变成一颗成熟的恒星” 。

詹姆斯韦伯太空望远镜在银河系外发现第一颗“失败的恒星”候选
由詹姆斯韦伯太空望远镜看到的银河系一个卫星星系小麦哲伦星云中的星团NGC 602。 (Image credit: ESA/Webb, NASA & CSA, P. Zeidler, E. Sabbi, A. Nota, M. Zamani (ESA/Webb))
…但JWST成功
除了表现突破性的科学外，作为詹姆斯韦伯太空望远镜 GO项目编号2662的部分收集的詹姆斯韦伯太空望远镜/近红外相机仪器/中红外相机数据还已经为我们带来一幅惊人美丽的NGC 602图像。
瑞士国际空间科学研究所执行主任、欧洲航天局前詹姆斯韦伯太空望远镜项目科学家安托涅拉（Antonella Nota）在声明中说，“这一发现突显既用哈勃又用詹姆斯韦伯太空望远镜研究年轻星团的力量。哈勃表明了NGC602拥有非常年轻的低质量恒星，但仅用詹姆斯韦伯太空望远镜我们才能最终看到在这个星团中亚恒星质量形成的程度和意义”。
“哈勃和詹姆斯韦伯太空望远镜是一对惊人强大的望远镜！”
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2023年4月捕捉的NGC 602图像特征它的现有的星团和周围的尘埃带和气体云。它们标志着一个详细研究局部贫金属星系的新时代，而对位于数十亿光年之外的宇宙中最早的氢和氦为主的星系是不可能的。
皮特总结道，“仅用正确波长体制中难以置信的灵敏度和空间分辨率，才有可能在如此遥远的距离探测到这些天体。这以前是不可能的，在可预见的未来从地面上将仍然是不可能的” 。

该团队的研究于10月23日发表在 The Astrophysical Journal上。
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