臺北市立天文科學教育館

新發現的棕矮星質量約為木星的3～4倍，似乎是迄今為止發現的棕矮星中質量最小的。棕矮星是一種低溫、黯淡的天體，其大小介於氣態巨行星和類太陽恆星之間。這些天體有時被稱為失敗的恆星，因質量太小，約在11～16個木星質量（可維持氘核融合的大約質量），無法維持其核心的氫核融合反應，但卻具有類似恆星的屬性。因此，一個基本問題──最小的恆星是什麼？是我們試圖回答的問題。

這顆新發現的棕矮星位於IC 348，疏散星團IC 348位於英仙座，也稱為 Collinder 41、Gingrich 1或Theia 17，包含近400顆恆星，年齡約500萬年，距離我們1,000光年遠。IC 348是較大的英仙座恆星形成區域的一部分，通常肉眼不可看，但在紅外線波段下會發出明亮的光芒。研究團隊使用韋伯太空望遠鏡的近紅外相機（NIRCam）對星團中心進行成像，從亮度和顏色來識別棕矮星候選者，他們使用韋伯的近紅外光譜儀（NIRSpec）微快門陣列來追蹤最有希望的目標。在此一過程中，他們發現了3個有趣的目標，質量介於3～8個木星質量之間，表面溫度在攝氏830～1,500度，根據電腦模擬其中最小的質量僅為木星的3～4倍，也就是約比太陽小300倍。研究人員表示對當前的模型來說，在圍繞恆星的圓盤中製造巨行星是非常容易的，但在這個星團中，此天體不太可能在圓盤中形成，而是像恆星一樣形成，所以我們想知道，在質量如此小的情況之下，恆星形成的過程是如何進行的。

圖說：韋伯太空望遠鏡近紅外光譜儀所拍攝IC 348中心部分，3顆發現的棕矮星在影像中圈出，詳細影像顯示在圖中右側，其中最小的一顆的重量僅為木星的3到4倍，這對恆星形成的理論提出了挑戰。圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI、Kevin Luhman (PSU)、Catarina Alves de Oliveira (ESA)

研究團隊發現的棕矮星中，有兩顆顯示出一種不明碳氫化合物的光譜特徵，這是一種同時含有氫原子和碳原子的分子。卡西尼號任務在土星及其衛星泰坦的大氣層中也偵測到相同的紅外線特徵，在星際介質（恆星之間的氣體）中同樣也有所發現。研究人員表示這是我們第一次在太陽系外天體的大氣中檢測到這種分子，棕矮星大氣模型並不能預測它的存在，我們正在觀察的天體比以前更年輕、質量更小，也讓我們看到了一些意想不到的新東西。相關研究成果發表於《the Astronomical Journal》期刊上。（編譯／趙瑞青）

資料來源：SCI NEWS