NASA韦伯望远镜发现破纪录的微型褐矮星 质量仅为木星的三到四倍

NASA韦伯望远镜发现破纪录的微型褐矮星质量仅为木星的三到四倍这张图片来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜上的NIRCam（近红外相机）仪器，显示的是星团IC348的中心部分。图像中飘忽不定的帘幕是反射星团恒星光线的星际物质--这就是所谓的反射星云。这些物质还包括被称为多环芳烃（PAHs）的含碳分子。来自星团中质量最大恒星的风可能有助于形成视野右侧看到的大环圈。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、KevinLuhman（PSU）、CatarinaAlvesdeOliveira（ESA）褐矮星是介于恒星和行星之间的天体。它们像恒星一样形成，密度越来越大，足以在自身引力的作用下坍缩，但它们的密度和温度却从未高到足以开始融合氢气并变成恒星。在低级别的褐矮星中，有些可以与巨行星相媲美，其质量仅为木星的数倍。天文学家正试图确定能够以类似恒星的方式形成的最小天体。一个使用美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的研究小组已经确定了新的记录保持者：一颗自由漂浮的微小褐矮星，其质量仅为木星的三到四倍。这张图片来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜上的近红外相机（NIRCam）仪器，显示了星团IC348的中心部分。天文学家在这个星团中寻找自由漂浮的微小褐矮星：这些天体小得不像恒星，但比大多数行星都要大。他们发现了三颗质量小于木星八倍的褐矮星，它们被圈在主图中，并显示在右侧的详细图中。最小的一颗质量仅为木星的三到四倍，这对恒星形成的理论提出了挑战。图像中飘忽不定的帘幕是星际物质，它们反射着星团恒星发出的光--这就是所谓的反射星云。这些物质还包括被称为多环芳烃（PAHs）的含碳分子。最靠近画面中心的明亮恒星实际上是一对双星系统中的B型恒星，它们是星团中质量最大的恒星。这些恒星产生的风可能有助于形成视野右侧的大环圈。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、KevinLuhman（PSU）、CatarinaAlvesdeOliveira（ESA）为了找到这颗新发现的褐矮星，Luhman和他的同事CatarinaAlvesdeOliveira选择研究位于英仙座恒星形成区约1000光年外的IC348星团。这个星团很年轻，只有大约500万年的历史。因此，任何褐矮星在红外光下都会相对明亮，因为它们在形成过程中散发出热量。研究小组首先利用韦伯望远镜的近红外相机（NIRCam）对星团中心进行了成像，从亮度和颜色上识别出褐矮星候选者。他们利用韦伯的NIRSpec（近红外摄谱仪）微快门阵列对最有希望的目标进行了跟踪。韦伯望远镜的红外灵敏度至关重要，它使研究小组能够探测到比地面望远镜更暗的天体。此外，韦伯望远镜敏锐的视力使他们能够确定哪些红色天体是精确的褐矮星，哪些是球状的背景星系。经过筛选，他们发现了三个引人入胜的目标，它们的重量在3到8个木星质量之间，表面温度在1500到2800华氏度（830到1500摄氏度）之间。根据计算机模型，其中最小的一个重量仅为木星的三到四倍。这张星团IC348的图像由韦伯近红外相机（NIRCam）拍摄，显示了罗盘箭头、比例尺和供参考的色键。北面和东面的罗盘箭头显示了图像在天空中的方位。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上往下看），天空中的北方和东方之间的关系（从下往上看）是颠倒的。刻度条标注的单位是光年，即光在一个地球年中传播的距离。(光传播的距离等于刻度条的长度，需要0.1年）。一光年约等于5.88万亿英里或9.46万亿公里。本图中显示的视场宽约0.5光年，高约0.8光年。这幅图像显示的是不可见的近红外光波长，这些波长已被转换成可见光颜色。色键显示了采集这些光线时使用了哪些NIRCam滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、KevinLuhman（PSU）、CatarinaAlvesdeOliveira（ESA）要解释这么小的褐矮星是如何形成的，在理论上具有挑战性。重而密集的气体云有足够的引力塌缩形成恒星。然而，由于褐矮星的引力较弱，小型气体云应该更难塌缩形成褐矮星，对于质量相当于巨行星的褐矮星来说尤其如此。欧洲航天局（ESA）的卡塔琳娜-阿尔维斯-德奥利维拉（CatarinaAlvesdeOliveira）是此次观测项目的首席研究员。他介绍说：在这个星团中，这个天体不太可能形成一个圆盘，而是像恒星一样形成，而三个木星的质量是太阳的300倍。所以我们要问，在质量如此之小的情况下，恒星的形成过程是如何运行的？"除了提供恒星形成过程的线索，微小的褐矮星还能帮助天文学家更好地了解系外行星。质量最小的褐矮星与质量最大的系外行星重叠，因此，它们应该具有一些类似的特性。不过，自由漂浮的褐矮星比巨大的系外行星更容易研究，因为后者隐藏在其主恒星的强光之中。在这次巡天中发现的褐矮星中，有两颗显示出一种不明碳氢化合物的光谱特征，即含有氢原子和碳原子的分子。美国国家航空航天局的卡西尼号任务在土星及其卫星土卫六的大气层中探测到了相同的红外特征。在星际介质或恒星之间的气体中也看到过这种红外特征。"这是我们第一次在太阳系外天体的大气中探测到这种分子，"阿尔维斯-德奥利维拉解释说。"褐矮星大气模型并不能预测它的存在。我们观察的天体年龄比以前更小、质量比以前更低，我们看到了一些意想不到的新东西。"由于这些天体的质量远在巨行星的质量范围之内，这就提出了一个问题：它们究竟是褐矮星，还是从行星系统中喷射出来的流浪行星？虽然研究小组不能排除后者的可能性，但他们认为它们是褐矮星的可能性要远远大于被抛射出来的行星。弹射出的巨行星不太可能，原因有二。首先，与质量较小的行星相比，这种行星一般并不常见。其次，大多数恒星都是低质量恒星，而巨行星在这些恒星中尤其罕见。因此，IC348中的大多数恒星（都是低质量恒星）都不太可能产生如此大质量的行星。此外，由于这个星团只有500万年的历史，可能还没有足够的时间让巨行星形成，然后被抛出它们的系统。发现更多这样的天体将有助于澄清它们的状态。理论认为，流浪行星更有可能在星团的外围被发现，因此如果IC348内存在这种行星，扩大搜索范围可能会发现它们。未来的工作可能还包括进行更长时间的巡天，以探测更暗、更小的天体。研究小组进行的短期巡天有望探测到小到木星质量两倍的天体。更长时间的巡天可以轻松达到一个木星质量。这些观测是第1229号保证时间观测计划的一部分。观测结果发表在《天文杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404773.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404773.htm

詹姆斯·韦伯望远镜已探测到TRAPPIST红矮星内层 并无大气活动迹象

詹姆斯·韦伯望远镜已探测到TRAPPIST红矮星内层并无大气活动迹象艺术家对TRAPPIST-1系统的印象，同名恒星位于中心，最内侧的行星TRAPPIST-1b位于前景中。图/BenoîtGougeon，蒙特利尔大学詹姆斯-韦伯接替了老化的哈勃望远镜，它巨大的镜面能收集到比以往任何望远镜都多的光线，从而拍摄出高分辨率的图像，而它的红外感应装置则能让它窥探到更深的空间和时间。总之，JWST已被证明在提供有关恒星、行星和宇宙本身早期历史的新见解方面具有不可估量的价值。2017年，天文学家发现了一个由七颗地球大小的系外行星组成的非凡系统，它们围绕着附近一颗名为TRAPPIST-1的红矮星运行，距离只有40光年。自然而然地，科学家们开始好奇，这些迷人的系外行星通过尚未发射的JWST的眼睛会是什么样子。很快，这个系统就成为了望远镜的首批正式科学目标之一，目标是研究这些行星的潜在宜居性。现在，它利用一种叫做透射光谱学的方法，首次瞥见了TRAPPIST-1b的最内层世界。当行星从主恒星前方经过时，光线会穿过任何可能存在的大气层，根据空气中分子的不同，阻挡不同波长光线的程度也不同。通过对光谱的分析，天文学家可以确定大气层的成分，并从中获取其他信息，如行星是否适宜居住。研究小组从中没有发现TRAPPIST-1b有大气活动的迹象--检测到的光谱可以完全归因于恒星的活动。这一发现与今年早些时候进行的其他韦伯观测结果一致，这些观测结果测量了这颗行星的温度，发现不太可能存在大气层。不过，也不能排除它拥有由纯水、二氧化碳或甲烷组成的稀薄大气层的可能性。"我们的观测没有发现TRAPPIST-1b周围有大气层的迹象，"该研究的作者RyanMacDonald说。"这告诉我们，这颗行星可能是一块光秃秃的岩石，在大气层的高处有云层，或者有像二氧化碳这样非常重的分子，使得大气层太小而无法探测到。但我们看到的是，恒星绝对是主导我们观测的最大影响因素，这将对系统中的其他行星产生完全相同的影响。"TRAPPIST-1b主要是对其更有趣的邻居--TRAPPIST-1d、e和f--进行技术测试，它们都在恒星的宜居带内运行。研究人员说，这项研究帮助他们了解了如何解释恒星的冷热点、耀斑和其他可能影响大气读数的活动。这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386409.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386409.htm

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量詹姆斯-韦伯太空望远镜的NIRCam仪器看到的猎户座星云内部区域。资料来源：NASA、ESA、CSA、数据缩减和分析：PDRs4AllERS小组；图形处理S.Fuenmayor通过观测一个名为d203-506的原行星盘，他们发现了大质量恒星在形成不到一百万年的行星系统过程中所起的关键作用。这项研究由图卢兹国家科学研究中心（CNRS）的奥利维尔-贝内（OlivierBerné）博士领导，以《在原行星盘中观测到的远紫外光驱动的光蒸发流》为题发表在《科学》杂志上。这些恒星的质量大约是太阳的十倍，更重要的是，它们的光亮度是太阳的十万倍，在这些系统附近形成的任何行星都会受到非常强烈的紫外线辐射。根据行星系中心恒星的质量，这种辐射既可以帮助行星的形成，也可以通过分散行星的物质来阻止它们的形成。在猎户座星云中，科学家们发现，由于大质量恒星的强烈辐照，类似木星的行星将无法在行星系d203-506中形成。该团队由来自仪器、数据缩减和建模等领域的众多专家组成。JWST的数据与阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）收集的数据相结合，以确定气体中的物理条件。计算得出的星盘质量损失速度意味着，整个星盘的蒸发速度将快于一颗巨行星的形成速度。科隆大学天体物理研究所的YokoOkada博士说："团队多年来做出了许多贡献，包括制定观测计划和评估数据，这些成果的取得令人欣喜，标志着我们在了解行星系统的形成方面迈出了重要一步。"猎户座星云中的JWST数据非常丰富，让科学家们忙于在恒星和行星形成以及星际介质演化领域进行各种详细分析。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422706.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422706.htm

詹姆斯·韦伯望远镜拍摄到木星及其极光的令人难以置信的照片

詹姆斯·韦伯望远镜拍摄到木星及其极光的令人难以置信的照片据SlashGear报道，当它不忙于拍摄一些有史以来最华丽的太空照片时，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜会探索我们的银河系和其他地方，为科学家们提供高质量的图像来研究。这一次，该望远镜捕捉到了木星的图像，这个气态巨行星是太阳系中体积最大的行星，其质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍。詹姆斯·韦伯望远镜不仅提供了木星本身的图像，而且还提供了木星的卫星、星环和极地极光的图像。这两张图片的细节令人惊叹，在科学家们继续了解这颗巨大的行星时，应该可以提供大量的分析材料。美国宇航局在一篇长博文中详细介绍了整个故事，描述了这些照片是如何拍摄的，并揭示了奇怪的颜色方案背后的原因。以前大多数木星的照片来自巴黎天文台，是用近红外相机（NIRCam）拍摄的，配备了三个红外滤镜，暴露了木星的结构细节。正如美国宇航局所解释的那样，人眼是看不到红外线的，所以在这里，必须将捕获的光线映射到可见光谱上。这项工作是通过与公民科学家和爱好者JudySchmidt合作完成的。因此，这些图像不仅仅是一场视觉盛宴--完全理解它们需要了解光映射的内部工作原理。最长的波长被映射成更接近红色，而最短的波长则更蓝。第三种黄色和绿色的滤镜也被用来展示木星南北两极周围的雾气。为了达到最终的效果，天文学家们不得不创建由几张图片组成的拼接图，然后添加滤镜来突出什么是什么。偏红色的滤镜是针对极光和木星上较低云层反射的光线；黄色和绿色是针对南极和北极，最后，蓝色的滤镜是针对较深的主云层反射的光线。两极都有强烈的极光效应。大红斑与其他云层一起，由于其反射的光量，看起来是白色的。著名的大红斑实际上是一个正在进行的巨大风暴，大到足以囊括整个地球。当以广角视角显示时，木星的图像显示的不仅仅是行星本身。我们可以看到它非常微弱的星环，美国宇航局认为它的亮度只有行星本身的百万分之一。木星79颗卫星中的两颗也出现了--Amalthea和Adrastea，它们都很小，不容易发现。在行星下方，可以看到几个白点，可能是遥远的星系。最终的结果花费了几个小组的大量工作，但是现在，这些图像已经准备好被分析了。科学家团队已经开始工作，以便更多地了解木星。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307447.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307447.htm

韦伯太空望远镜揭示了行星形成的尘埃遗迹

韦伯太空望远镜揭示了行星形成的尘埃遗迹这两张图片是AUMic周围的尘埃碎片盘，AUMic是一颗红矮星，位于32光年外的显微镜星座南部。研究小组使用韦伯的近红外相机（NIRCam）来研究AUMic。NIRCam的日冕仪阻挡了中心恒星的强光，使研究小组能够研究非常接近该恒星的区域。被遮挡住的恒星的位置在每张图像的中心用一个白色的图形标记出来。被日冕仪遮挡的区域用一个虚线圈表示。韦伯提供了3.56微米（顶部，蓝色）和4.44微米（底部，红色）的图像。研究小组发现，圆盘在较短或"较蓝"的波长下更亮，这可能意味着它含有大量细小的尘埃，在散射较短波长的光时更有效。NIRCam图像使研究人员能够追踪这个直径为60个天文单位（56亿英里）的圆盘，它离恒星的距离为5个天文单位（4.6亿英里）--相当于我们太阳系中木星的轨道。这些图像比研究小组预期的更详细、更明亮，科学家们能够在比预期的更靠近恒星的地方对圆盘进行成像。有关的恒星系统，AUMicroscopii或AUMic位于32光年外的Microscopium星座南部。它的年龄大约为2300万年，这意味着行星的形成已经结束，因为这一过程通常需要不到1000万年。这颗恒星有两颗已知的行星，由其他望远镜发现。剩下的尘埃碎片盘是剩余的行星碎片之间碰撞的结果--相当于我们太阳系中的尘埃的更大质量，创造了一种被称为黄道光的现象。"一个碎片盘通过行星个体的碰撞不断得到补充。通过研究它，我们得到了一个了解这个系统最近动态历史的独特窗口，"美国宇航局戈达德太空飞行中心的凯伦-劳森说，他是这项研究的主要作者，也是研究AUMic的研究小组成员。美国宇航局戈达德空间飞行中心的JoshSchlieder说："这个系统是极少数拥有已知系外行星的年轻恒星和碎片盘的例子之一，它足够近，足够亮，可以使用韦伯独特的强大仪器进行全面研究。"研究小组使用韦伯的近红外相机（NIRCam）来研究AUMic。在NIRCam的日冕仪的帮助下，他们能够研究非常接近恒星的区域，因为日冕仪可以阻挡中心恒星的强光。NIRCam的图像使研究人员能够追踪到距离恒星5个天文单位（4.6亿英里）的圆盘--相当于我们太阳系中木星的轨道。这些由韦伯近红外相机（NIRCam）拍摄的围绕AUMicroscopii星的圆盘的日冕图像，显示了罗盘箭头、比例尺和颜色键供参考。北方和东方的罗盘箭头显示了图像在天空中的方向。请注意，相对于地面地图上的方向箭头（从上面看），天空中的北和东之间的关系（从下面看）是翻转的。比例尺是以天文单位标注的，也就是A.U.，这是地球和太阳之间的平均距离。这张图片中显示的视野大约是100A.U.的范围。这张图片显示的是不可见的近红外和中红外波长的光，已经转化为可见光的颜色。色键显示了收集光线时使用了哪些NIRCam滤镜。每个滤镜名称的颜色是用来表示通过该滤镜的红外光的可见光颜色。研究人员表示："我们第一次看到的数据远远超过了预期。它比我们预期的更加详细。它比我们预期的更亮。我们探测到的圆盘比我们预期的要近。我们希望随着我们的深入挖掘，会有一些我们没有预测到的更多惊喜。"观测计划获得了3.56和4.44微米波长的图像。研究小组发现，圆盘在较短的波长下更亮，或者说"更蓝"，这可能意味着它含有大量的细小灰尘，在散射较短波长的光时更有效。这一发现与之前的研究结果一致，后者发现来自AUMic的辐射压力--与更大质量的恒星的辐射压力不同--不会强大到足以将细小的尘埃从盘中喷出。虽然探测到圆盘很重要，但研究小组的最终目标是寻找宽轨道的巨行星，类似于木星、土星或我们太阳系的冰巨行星。这样的世界非常难以用过境法或径向速度法在遥远的恒星周围探测到。"这是我们第一次真正具有直接观测宽轨道行星的敏感性，这些行星的质量明显低于木星和土星。"劳森解释说："在低质量恒星周围直接成像方面，这确实是一个新的、未知的领域。"这些结果将在今天美国天文学会第241次会议的一个新闻发布会上公布。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339865.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339865.htm

先进望远镜揭示围绕明亮恒星运行的隐藏世界

先进望远镜揭示围绕明亮恒星运行的隐藏世界科学家们通过将欧空局盖亚（Gaia）任务的数据与欧洲南方天文台（ESO）的GRAVITY仪器的数据相结合，探测到了来自8颗发光恒星以前从未见过的暗伴星的光信号。资料来源：欧空局他们首次捕捉到了迄今为止尚未发现的八颗发光恒星的暗伴星的光信号。这项技术为捕捉靠近主恒星轨道的行星图像提供了诱人的可能性。你有没有试过在明亮的路灯下给萤火虫拍照？很可能你在快照中看到的只是灯柱发出的强光。天文学家在明亮的恒星旁边追逐微弱的小恒星或行星时也会遇到同样的问题。为了解决这个问题，由欧洲南方天文台（ESO）科学家托马斯-温特哈尔德（ThomasWinterhalder）领导的一个国际天文学家小组首先搜索了盖亚编制的星表，其中列出了数十万颗疑似伴星的恒星。虽然伴星的亮度不足以被盖亚直接观测到，但它们的存在会导致亮度更高的主恒星的轨迹出现微小摆动（见下图），而这只有盖亚才能测量到。在盖亚的恒星轨道目录中，研究小组确定了八颗恒星作为GRAVITY的目标，GRAVITY是位于智利CerroParanal的欧洲南方天文台甚大望远镜的先进近红外干涉仪。GRAVITY将来自不同望远镜的红外光结合在一起，通过一种叫做干涉测量的技术来捕捉暗淡天体的微小细节。天体测量学是通过精确测量恒星在天空中的位置来探测恒星运动的方法。当恒星围绕行星系统的质心摆动时，通过测量恒星位置的微小变化，这种技术也可用于识别恒星周围的行星。图片来源：欧空局得益于GRAVITY独一无二的锐利和灵敏的眼睛，研究小组捕捉到了所有8个预测伴星的光信号，其中7个伴星是以前未知的。其中三个伴星是非常小而暗淡的恒星，另外五个是褐矮星。这些天体介于行星和恒星之间：质量比最重的行星大，但比最轻的恒星轻且暗。这项研究中发现的其中一颗褐矮星绕其主星运行的距离与地球距离太阳的距离相同。这是第一次可以直接捕捉到如此接近其主恒星的褐矮星。欧空局盖亚卫星观测银河系的效果图。天空的背景图像是由超过18亿颗恒星的数据编辑而成的。它显示了盖亚观测到的恒星的总亮度和颜色，作为盖亚早期数据发布3（GaiaEDR3）的一部分于2020年12月发布。资料来源：航天器：ESA/ATGmedialab；银河：ESA/Gaia/DPAC;CCBY-SA3.0IGO.致谢：A.Moitinho托马斯解释说："我们已经证明，捕捉暗伴星的图像是可能的，即使它的轨道非常接近其明亮的宿主。这一成就彰显了盖亚和GRAVITY之间非凡的协同作用。只有盖亚才能识别出这种容纳一颗恒星和一个'隐藏的'伴星的紧密系统，然后GRAVITY就可以接手，以前所未有的精确度为更小更暗的天体成像。"在早先的一项研究中，天文学家利用盖亚数据和另一个地面天文台捕捉到了一颗巨型气体系外行星的图像。这颗行星围绕其主恒星运行的距离大约是地球与太阳距离的17倍，在天空中划过的角度比GRAVITY在这项新成果中拍摄到的伴星的典型距离要宽得多。盖亚观测推断出的小伴星通常位于几十毫阿秒的微小分离角上，也就是从100千米的距离看去一枚一欧元硬币的大小。托马斯继续说："在我们的观测中，盖亚数据就像一种路标。我们能通过GRAVITY看到的天空部分非常小，因此我们需要知道该往哪里看。盖娅对恒星的运动和位置进行了无与伦比的精确测量，这对于将我们的仪器指向天空中的正确方向至关重要。"Gaia和GRAVITY的互补性不仅仅在于利用Gaia的数据来规划后续观测和实现探测。通过将两个数据集结合起来，科学家们能够分别"称量"各个天体的重量，并分辨出主恒星和各自伴星的质量。GRAVITY还测量了伴星和主星在红外波长范围内的对比度。结合对质量的估计，研究小组得以评估伴星的年龄。令人惊讶的是，其中两颗褐矮星的亮度低于人们对其大小和年龄的预期。一个可能的解释是，这些褐矮星本身有一个更小的伴星。迄今为止已经发现了5000多颗系外行星，但它们长什么样呢？欧空局专门的系外行星任务"契普斯"、"柏拉图"和"阿里尔"正在寻找答案。图片来源：欧空局在展示了Gaia-GRAVITY组合的威力之后，科学家们现在正期待着追踪Gaia星表中所列恒星的潜在伴星。"盖亚任务的独特之处在于它能够发现天空中近距离星对的微小运动。将作为第四次数据发布（DR4）的一部分提供的下一个星表将包含更丰富的恒星集合，其中可能有更小的伴星，"欧空局盖亚科学家约翰内斯-萨赫曼（JohannesSahlmann）说。"这一结果为我们在银河系中寻找行星开辟了新天地，并有望让我们看到新的遥远世界。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435674.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435674.htm