Добавить новость
ru24.net
News in English
Декабрь
2023

NASA’s Webb Identifies Tiniest Free-Floating Brown Dwarf

0

Brown dwarfs are objects that straddle the dividing line between stars and planets. They form like stars, growing dense enough to collapse under their own gravity, but they never become dense and hot enough to begin fusing hydrogen and turn into a star. At the low end of the scale, some brown dwarfs are comparable […]

6 Min Read

NASA’s Webb Identifies Tiniest Free-Floating Brown Dwarf

Image showing wispy pink-purple filaments and a scattering of stars.
Webb Telescope's Near-Infrared Camera shows the central portion of the star cluster IC 348.
Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Luhman (Penn State University), and C. Alves de Oliveira (ESA)

Brown dwarfs are objects that straddle the dividing line between stars and planets. They form like stars, growing dense enough to collapse under their own gravity, but they never become dense and hot enough to begin fusing hydrogen and turn into a star. At the low end of the scale, some brown dwarfs are comparable with giant planets, weighing just a few times the mass of Jupiter.

What are the smallest stars?

Astronomers are trying to determine the smallest object that can form in a star-like manner. A team using NASA’s James Webb Space Telescope has identified the new record-holder: a tiny, free-floating brown dwarf with only three to four times the mass of Jupiter.

“One basic question you’ll find in every astronomy textbook is, what are the smallest stars? That’s what we’re trying to answer,” explained lead author Kevin Luhman of Pennsylvania State University.

Search Strategy

To locate this newfound brown dwarf, Luhman and his colleague, Catarina Alves de Oliveira, chose to study the star cluster IC 348, located about 1,000 light-years away in the Perseus star-forming region. This cluster is young, only about 5 million years old. As a result, any brown dwarfs would still be relatively bright in infrared light, glowing from the heat of their formation.

The team first imaged the center of the cluster using Webb’s NIRCam (Near-Infrared Camera) to identify brown dwarf candidates from their brightness and colors. They followed up on the most promising targets using Webb’s NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) microshutter array.

Image: Star Cluster IC438

Image showing wispy pink-purple filaments and a scattering of stars.
This image from the NIRCam (Near-Infrared Camera) instrument on NASA’s James Webb Space Telescope shows the central portion of the star cluster IC 348. The wispy curtains filling the image are interstellar material reflecting the light from the cluster’s stars – what is known as a reflection nebula. The material also includes carbon-containing molecules known as polycyclic aromatic hydrocarbons, or PAHs. Winds from the most massive stars in the cluster may help sculpt the large loop seen on the right side of the field of view.
NASA, ESA, CSA, STScI, K. Luhman (Penn State University), and C. Alves de Oliveira (ESA)

Webb’s infrared sensitivity was crucial, allowing the team to detect fainter objects than ground-based telescopes. In addition, Webb’s sharp vision enabled them to determine which red objects were pinpoint brown dwarfs and which were blobby background galaxies.

This winnowing process led to three intriguing targets weighing three to eight Jupiter masses, with surface temperatures ranging from 1,500 to 2,800 degrees Fahrenheit (830 to 1,500 degrees Celsius). The smallest of these weighs just three to four times Jupiter, according to computer models.

Explaining how such a small brown dwarf could form is theoretically challenging. A heavy and dense cloud of gas has plenty of gravity to collapse and form a star. However, because of its weaker gravity, it should be more difficult for a small cloud to collapse to form a brown dwarf, and that is especially true for brown dwarfs with the masses of giant planets.

“It’s pretty easy for current models to make giant planets in a disk around a star,” said Catarina Alves de Oliveira of ESA (European Space Agency), principal investigator on the observing program. “But in this cluster, it would be unlikely this object formed in a disk, instead forming like a star, and three Jupiter masses is 300 times smaller than our Sun. So we have to ask, how does the star formation process operate at such very, very small masses?”

A Mystery Molecule

In addition to giving clues about the star-formation process, tiny brown dwarfs also can help astronomers better understand exoplanets. The least massive brown dwarfs overlap with the largest exoplanets; therefore, they would be expected to have some similar properties. However, a free-floating brown dwarf is easier to study than a giant exoplanet since the latter is hidden within the glare of its host star.

Two of the brown dwarfs identified in this survey show the spectral signature of an unidentified hydrocarbon, or molecule containing both hydrogen and carbon atoms. The same infrared signature was detected by NASA’s Cassini mission in the atmospheres of Saturn and its moon Titan. It has also been seen in the interstellar medium, or gas between stars.

“This is the first time we’ve detected this molecule in the atmosphere of an object outside our solar system,” explained Alves de Oliveira. “Models for brown dwarf atmospheres don’t predict its existence. We’re looking at objects with younger ages and lower masses than we ever have before, and we’re seeing something new and unexpected.”

Image: Three Brown Dwarfs

Image of wispy pink-purple hair-like filaments and a scattering of stars, with three image details pulled out in square boxes stacked vertically along the right.
This image from the NIRCam (Near-Infrared Camera) instrument on NASA’s James Webb Space Telescope shows the central portion of the star cluster IC 348. Astronomers combed the cluster in search of tiny, free-floating brown dwarfs: objects too small to be stars but larger than most planets. They found three brown dwarfs that are less than eight times the mass of Jupiter, which are circled in the main image and shown in the detailed pullouts at right. The smallest weighs just three to four times Jupiter, challenging theories for star formation.
NASA, ESA, CSA, STScI, K. Luhman (Penn State University), and C. Alves de Oliveira (ESA)

Brown Dwarf or Rogue Planet?

Since the objects are well within the mass range of giant planets, it raises the question of whether they are actually brown dwarfs, or if they’re really rogue planets that were ejected from planetary systems. While the team can’t rule out the latter, they argue that they are far more likely to be a brown dwarf than an ejected planet.

An ejected giant planet is unlikely for two reasons. First, such planets are uncommon in general compared to planets with smaller masses. Second, most stars are low-mass stars, and giant planets are especially rare among those stars. As a result, it’s unlikely that most of the stars in IC 348 (which are low-mass stars) are capable of producing such massive planets. In addition, since the cluster is only 5 million years old, there probably hasn’t been enough time for giant planets to form and then be ejected from their systems.

The discovery of more such objects will help clarify their status. Theories suggest that rogue planets are more likely to be found in the outskirts of a star cluster, so expanding the search area may identify them if they exist within IC 348.

Future work may also include longer surveys that can detect fainter, smaller objects. The short survey conducted by the team was expected to detect objects as small as twice the mass of Jupiter. Longer surveys could easily reach one Jupiter mass.

These observations were taken as part of Guaranteed Time Observation program 1229. The results were published in the Astronomical Journal.

The James Webb Space Telescope is the world’s premier space science observatory. Webb is solving mysteries in our solar system, looking beyond to distant worlds around other stars, and probing the mysterious structures and origins of our universe and our place in it. Webb is an international program led by NASA with its partners, ESA (European Space Agency) and the Canadian Space Agency.

Downloads

Download full resolution images for this article from the Space Telescope Science Institute.

Read/Download the research results released in The Astronomical Journal.

Right click the images in this article to open a larger version in a new tab/window.

Media Contacts

Laura Betzlaura.e.betz@nasa.gov, Rob Gutrorob.gutro@nasa.gov
NASA’s  Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

Hannah Braun hbraun@stsci.edu , Christine Pulliamcpulliam@stsci.edu
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.

Related Information

Lifecycle of Stars

More Webb News – https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/

More Webb Images – https://science.nasa.gov/mission/webb/multimedia/images/

Webb Mission Page – https://science.nasa.gov/mission/webb/

Related For Kids

How do we weigh planets?

What is a nebula?

What is the Webb Telescope?

SpacePlace for Kids

En Español

Ciencia de la NASA

NASA en español 

Space Place para niños

6 Min Read

NASA’s Webb Identifies Tiniest Free-Floating Brown Dwarf

Image showing wispy pink-purple filaments and a scattering of stars.
This image from the NIRCam (Near-Infrared Camera) instrument on NASA’s James Webb Space Telescope shows the central portion of the star cluster IC 348. The wispy curtains filling the image are interstellar material reflecting the light from the cluster’s stars – what is known as a reflection nebula. The material also includes carbon-containing molecules known as polycyclic aromatic hydrocarbons, or PAHs. Winds from the most massive stars in the cluster may help sculpt the large loop seen on the right side of the field of view.
Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, K. Luhman (Penn State University), and C. Alves de Oliveira (ESA)



Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

Представители «Метровагонмаш-Сервиса» посетили СЛД «Москва-Сортировочная» филиала «Московский» компании «ЛокоТех-Сервис» для обмена опытом

Спортивные игры в СЛД "Москва-Сортировочная" филиала "Московский"

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»


Дистрибьюция Музыки.

Первая выставка межрегионального проекта «Живописная Россия. По законам жанра» пройдет в Ставрополе

Зима близко: Вильфанд предсказал скорое падение температуры, указав регионы, где это случится

Модные показы и лекции стилистов запланированы на форуме-фестивале «Территория будущего. Москва 2030» в «Зарядье»


Mikel Arteta demands more Arsenal signings as he gives cryptic update on Riccardo Calafiori transfer

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt

Who is Ghetts and what character does the rapper play in Supacell?

Why you should buy physical copies of your favorite books


Подтверждена совместимость операционной системы AlterOS и офисного пакета AlterOffice с МИС «Ариадна»

HONDA CIVIC TYPE R И TOYOTA GR COROLLA 2023

В Домодедово сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в краже партии товаров.

В Домодедово прошли антитеррористические учения.


Conscript is an old school survival horror game where the horror is just that you're in World War 1

Warner Bros acquires MultiVersus devs as it shifts focus to free-to-play

D&D's new 2024 Player's Handbook will have 10 species to choose from including goliaths, and drow will be closer to their Baldur's Gate 3 version

Игра Legend of Goddess: The Last War с откровенными скинами персонажей появилась на Android



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах 

После появления «New Москва» на этом райском острове Богов, Россия открывает там Генеральное Консульство: русских так много, что надо их пересчитать

На линии огня. Московские спасатели борются с пожарами по всей России




Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С начала 2024 года 140 тысяч женщин и новорожденных Московского региона получили услуги по родовым сертификатам

В Одоеве показали, как выглядел поселок в 1380 году

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

Для тушения пожара на крыше жилого дома в Москве привлекли вертолет Ка-32


Юрист Айрапетов: при разводе супруги Бакальчук получат равные доли Wildberries

В Московском зоопарке умер легендарный Самсон Гамлетович Ленинградов

В Одоеве показали, как выглядел поселок в 1380 году

К тушению пожара в доме на юго-западе Москвы привлекли вертолет Ка-52


Теннисистка Мария Шарапова снялась без макияжа и укладки

Паес и Амритрадж введены в Зал теннисной славы в Ньюпорте

Рафаэль Надаль проиграл в первом финале тура ATP в преддверии своей последней Олимпиады

Котов проиграл Берреттини в первом круге турнира ATP в Австрии


В Москве пройдут экскурсии по историческим маршрутам

В Одоеве показали, как выглядел поселок в 1380 году

Крупный пожар в жилом доме на юго-западе Москвы ликвидирован

МЧС: огонь в доме на юго-западе Москвы ликвидировали


Музыкальные новости

30 миллионов тормозных колодок выпустило Новосибирское ЛП Желдорреммаш за свою 80-летнюю историю

Орловский священник спел вместе с бойцами в зоне СВО песни Цоя

Певец Shaman получил звание заслуженного артиста РФ

Глюкозе грозит судебное разбирательство из-за выступления в Красноярске



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: За полгода 14,9 тысячи жителей Московского региона оформили страховую пенсию в автоматическом режиме на портале госуслуг

После появления «New Москва» на этом райском острове Богов, Россия открывает там Генеральное Консульство: русских так много, что надо их пересчитать

На линии огня. Московские спасатели борются с пожарами по всей России

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах 


Правдивый рассказ про отдых в Дагестане: цены и удобства, страхи и ошибки

Поддержала бойцов песней. Светлана Сурганова дала концерт для контрактников

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

Собянин сообщил о планах по созданию пешеходных зон возле причалов Москвы


Трасса Москва—Санкт-Петербург оказалась перекрыта из-за столкновения фур

«Негативные ожидания»: грозит ли российскому авторынку падение в 2024 году

Машинное отделение. Как проходит фестиваль «Лето в Москве. Все на улицу!»

Источник 360.ru: мотоциклист пострадал в аварии с с легковушкой в Москве


Посол Сирии в РФ передал в подарок для Путина и Лаврова дамасские мечи

Путин назвал рекордными поставки энергоресурсов из России в Китай

Посол Сирии в Москве подарил Путину дамасский меч

Путин назначил Романа Курынина замглавы МЧС России


Свыше 1,5 тыс. случаев коронавируса выявили в городе за неделю




Дисбактериоз, Синдром дырявого кишечника и отеки: Кутушов рассказал, как связаны эти проблемы

Главный врач клиники микрохирургии глаза АйМед Элина Санторо: что такое катаракта на самом деле

Кухня – рай для бактерий: доктор Кутушов рассказал о скрытых рассадниках микробов

22 июля Всемирный день мозга. Отвечаем на популярные вопросы о когнитивных расстройствах 


Эксперты усомнились в позиции Трампа по СВО и России

Владелец снесенной исторической усадьбы Зеленских готов восстановить здание — КГГА

Time: в Киеве опасаются «перезагрузки» отношений США и РФ при Трампе

Туск заявил, что Зеленский жаловался на Орбана


Знарок готов вернуться в Россию

«С самого начала верил, что с «Флоридой» могу выиграть Кубок Стэнли»

Ценные скульптуры отреставрировали в усадьбе Усачевых-Найденовых

Брутальный стюард из соцсетей работает на рейсе Москва - Благовещенск


Торговый дом Беларуси предложили создать в Амурской области



Собянин: 19 москвичей победили во Всероссийском конкурсе «Большая перемена»

Собянин подписал указ о единовременной выплате контрактникам из Москвы в 1,9 млн рублей

Сергей Собянин: С 2010 года в Москве благоустроены 42 набережные

Сергей Собянин. Главное за день


Климатолог Терешонок: торможение вращения Земли не повлияет на людей

Sunwoda поддерживает экологию Европы устойчивыми решениями ESS на Intersolar Europe 2024

Зеленый подиум. В Москве состоялся всероссийский экофестиваль

Станислав Кондрашов Тельф АГ Tokyo Steel вводит инновации в производство экологически чистой стали


К тушению пожара в доме на юго-западе Москвы привлекли вертолет Ка-52

Юрист Айрапетов: при разводе супруги Бакальчук получат равные доли Wildberries

Крупный пожар в жилом доме на юго-западе Москвы ликвидирован

Для тушения пожара на крыше жилого дома в Москве привлекли вертолет Ка-32


Сергей Собянин. Главное за день

На еще одном перекрестке в Архангельске пешеходов пустили по диагонали

В Архангельской области обнаружили ручную гранату времен Великой Отечественной войны

Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке


«Июльский зной». Цены на «однушки» в Симферополе сильно подогрелись, но не закипели

Выставка-признание «Жизнь как струна».

Выставка-реклама «Галерея книжных новинок»

Бойцовые собаки чуть не растерзали женщину в Севастополе


К тушению пожара в доме на юго-западе Москвы привлекли вертолет Ка-52

В Одоеве показали, как выглядел поселок в 1380 году

Пугачев, акула и красивый вокзал: школьница рассказала о достопримечательностях Красноуфимска

Юрист Айрапетов: при разводе супруги Бакальчук получат равные доли Wildberries












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Леандер Паес

Паес и Амритрадж введены в Зал теннисной славы в Ньюпорте






Москвичу оторвало ступни при взрыве иномарки на севере столицы

К тушению пожара в доме на юго-западе Москвы привлекли вертолет Ка-52

На Соловках завершились марафонские заплывы на открытой воде

Первенство Московской области до 17 лет, Пер-во г.Люберцы на призы ЛФТ до 13 лет