使用NASA的詹姆斯·韋伯望遠鏡(JWST)的天文學家觀察到圍繞棕色矮人觀察到的最豐富的化學觀察到的磁盤,這是一個令人愉悅而蒼白的物體,稱為“失敗的恆星”。
這一發現來自柴Hα1,一個年輕的棕色矮人,周圍環繞著顫抖的氣體和塵埃,有一天,行星可以在這裡得到一天。
儘管它們永遠不會將氫的熔化保持為真 恆星,棕色矮人及其驅動器提供了有關行星系統如何形成的重要數據。韋伯(Webb)關於這個空前的化學創造者的發現表明,即使是這些恆星的水下也可以期望地球誕生的原始成分。
這是因為低質量恆星和棕色矮人的輻射或熱量不如像我們的太陽這樣的恆星那麼多。因此,他們在氣體和灰塵周圍的驅動器更涼爽,較薄,壓力和湍流較弱。這些條件改變了穀物和粉末分子的表現:冰冷,富含水的顆粒可以從內部移動得更快,並被恆星吞嚥,而最輕的碳材料則更有可能被留在後面。
更安靜的環境也減慢了磁盤混合物的速度,這意味著區域之間的化學變化可以比最熱,更充滿活力的恆星更長。
“在碟片(圍繞低質量和棕色矮人的恆星)中,富含水的粉末穀物迅速移動並從星星中積聚,留下了最富有的碳灰塵,” Max Planck planck Astitute for Space的Max Planck天文學研究所(MPIA)的Max Planck Institute for Space for Appace。
“在這些圓盤上形成的行星可能具有與圍繞陽光更恆星形成的行星具有截然不同的化學成分,”施瓦茨(Schwarz ARXIV早產頁。
MPIA的教授托馬斯·亨寧(Thomas Henning)補充說:“結果提供了一個罕見的,詳細的研究,即行星形成的化學如何在棕色矮人周圍的極端環境中起作用,有可能提供有關我們太陽能係統以外的各種世界的數據。”
研究人員於2022年8月觀察到使用JWST紅外儀器(MIRI)觀察到ChaiHα1,結果與現在的NASA Spatzer望遠鏡收集的數據非常匹配。
該協議很重要,因為它證實了與Webb的豐富的第一次化學反應不僅是快速特徵或觀察對象,而且是棕色矮人的恆定特徵。 Spitzer在2005年理解了這種複雜性,但是網絡最鮮明的視野現在揭示了分子的完整庫存,其清晰度要大得多。
ChaiHα1被富含烴,乙炔,乙烷和苯等烴的圓盤,以及水,氫,二氧化碳(CO2)和大矽酸鹽粉末。
施瓦茨說:“有趣的是,我們看到碳氫化合物和分子在JWST數據中保留氧氣。” “碳喜歡氧氣(以及我們在這些碳氫化合物中沒有任何氧氣的事實)告訴我們,它們在非常貧窮的磁盤氧區域中形成,除了來自水和二氧化碳的區域外。”
通常,老年圓盤依賴於一種或另一種方式:氧氣富含氧氣和矽酸鹽的水,而富含碳的環境則偏愛基於碳和基於氫的分子。觀察兩者都立即表明ChaiHα1磁盤的化學性質很複雜,可能是由整個磁盤的溫度變化形成的,即混合材料或僅僅是其年齡的湍流。
施瓦茨說:“我們認為(結果),這個磁盤比其他棕色矮人的驅動器還年輕。”
數據還很好地發現了內部磁盤上層大型矽酸鹽灰塵晶粒的發射,表明在這個非常新的階段,粉塵顆粒已經開始生長。
亨寧說:“塵埃在空間中產生一個堅實的表面,這對於形成複雜的分子至關重要。” “大型塵埃穀物不存在於星際介質中,但對於地球的形成很重要。在各種尺寸的範圍內,灰塵顆粒可以使地球的巨大岩心生長要比所有灰塵的大小相同。”
最簡單的分子,例如二氧化碳和氫氧化碳(-oH)的事實主要不存在,而存在較大,更複雜的分子,這表明該磁盤已經處於化學演化的晚期階段。
施瓦茨說:“(比較其進化中不同點的圓盤使我們能夠測試指導這種演變的原因,並最終使我們更好地了解在不同時間形成行星的材料。”
該小組說,柴Hα1磁盤上存在一些光譜特徵,這些特徵與基於地球的實驗室中研究的任何分子不匹配,這表明存在先前不安全或不足以理解的需要溶液的分子。
亨寧說:“我們還能夠分別表徵氣體的特性和灰塵的特性。”該團隊已經確定了磁盤上的內容,但尚未確定灰塵和天然氣如何共同形成其進化。為此,“我們需要更多地看到灰塵和氣體如何相互作用,” Henning補充說。
混合極富富含磁盤的分子提供了難得的機會來研究化學如何形成地球的形成。了解這些分子儲罐可以找出最終在棕色矮人周圍出現哪種類型的行星。