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褐矮星(BD):詹姆斯·韦伯望远镜识别出以恒星形式形成的最小天体 

恒星的生命周期长达数百万年至数万亿年。它们诞生后,随着时间的流逝而发生变化,最终在燃料耗尽而成为密度非常大的残余体时结束。这颗被烧毁的恒星可能是一颗 白矮星 或者 中子星 或者 黑洞 取决于恒星的原始质量。  

恒星的生命始于大 星际云 星系中气体和尘埃的聚集,由于低温导致气体聚集成高密度的区域。团块逐渐聚集越来越多的物质并生长。在某些时候,团块会由于重力的增加而塌陷。塌陷过程中的摩擦使物质升温,一颗小恒星诞生了。这是 原恒星阶段 在恒星的生命周期中。  

重力作用下的塌陷还在继续。结果,核心的温度和压力继续升高。数百万年后,原恒星核心的温度和压力变得足够高,足以让氢原子核聚变。核聚变释放出大量能量,足以加热物质以防止在重力作用下进一步塌陷。核聚变稳定发生的这个阶段(释放的能量足以加热物质以防止引力坍缩)是恒星生命中的主要阶段和最长的阶段。这个阶段的恒星被称为‘主序星’,这个阶段被称为‘主序阶段’。氢是恒星的主要燃料。燃料消耗率取决于恒星的质量。大质量恒星将以更高的速度消耗燃料,以释放足够的能量以防止其在重力作用下崩溃。  

当燃料耗尽时,核聚变停止,没有能量加热材料来平衡重力,核心在重力作用下塌陷,留下致密的残余物。这就是明星的终结。死亡恒星会变成白矮星、中子星或黑洞,具体取决于原始恒星的质量。  

当原恒星质量小于太阳质量的8倍时(<8 M⦿),就变成了 白矮星。当原始恒星的质量在 8 到 20 个太阳质量(8 M⦿ < 米 < 20 M⦿)而恒星质量超过 20 个太阳质量 (>20 M⦿)当燃料耗尽时就会变成黑洞。  

褐矮星 (BD) 

恒星在其生命周期中达到“核聚变阶段”或“主序阶段”。如果天体像恒星一样形成但未能达到这个阶段怎么办?  

褐矮星像一颗恒星一样开始,变得足够稠密,可以在其重力作用下塌陷,但其核心永远不会变得足够稠密和热以引发核聚变,因此永远不会成为真正的恒星。这些物体的特征与恒星和行星相似。  

黑矮星比恒星小,但仍然比行星大得多。一些较小的行星的大小与行星相当。已知最小的物体大约是木星的七倍大小。  

黑矮星对于星际气体和尘埃云中的恒星形成模型很重要。人们正在尝试确定以类星方式形成的最小天体。  

最小的棕矮星 

最近,研究人员利用望远镜观测了距我们约 348 光年的恒星形成星团 IC 1,000 的中心。 詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST)。根据这些物体的光度测定,研究小组确定了三颗黑矮星候选者。其中一颗的质量仅为木星的三到四倍,这使其成为迄今为止已知的最小的黑矮星。  

质量是木星三倍的黑矮星的质量是太阳的 300 倍。如此小的黑矮星如何以类似恒星的方式形成很难解释,因为由于其引力较弱,小型星际云通常不会塌缩形成黑矮星。因此,如此小的黑矮星对当前的恒星形成模型提出了挑战。  

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参考文献:  

  1. 卢曼 K.L.,  2023. JWST 对 IC 348 中行星质量褐矮星的调查。《天文学杂志》,第 167 卷,第 1 号。13 年 2023 月 XNUMX 日出版。DOI: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad00b7  
  2. 美国宇航局韦伯发现了最小的自由漂浮褐矮星。发布日期:13 年 2023 月 XNUMX 日。  https://www.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-identifies-tiniest-free-floating-brown-dwarf/ 

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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