ジェイムズ・ウェッブが捉えた最軽量褐色矮星 新しいスペクトル分類も提案
木星質量わずか2倍という極めて軽い褐色矮星がIC 348星生成領域で確認された。ペンシルベニア州立大学天文学天体物理学科のケビン・ルーマン（Kevin Luhman）とヨーロッパ宇宙機関（ESA）科学オペレーション開発部長のカタリナ・アルヴェス・デ・オリベイラ（Catarina Alves de Oliveira）率いる研究チームは、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を使用してこの発見を実現した。成果は『Astrophysical Journal Letters』に「A New Spectral Class of Brown Dwarfs at the Bottom of the IMF in IC 348」として掲載されている。
1000光年先の星生成領域で進行中の調査
IC 348は地球から1000光年離れたペルセウス分子雲に属する星生成領域である。2〜500万年前に形成された約400個の恒星からなる若いクラスターで、星間物質に囲まれている。この比較的近い距離が、最軽量の褐色矮星を研究する理由として最適である。
研究チームは以前の観測で、IC 348の中心部から木星質量4個分の惑星質量褐色矮星を含む3つの新しい褐色矮星を特定していた。今回はより深い探査を実施し、領域全体をより広範に調査した結果、39個の褐色矮星候補を発見。そのうち15個についてNIRSpec（赤外分光器）を用いてスペクトル分析を行った。15個中9個が水素融合を起こすには質量が不足しているIC 348の副星メンバーとして分類され、確実に褐色矮星であることが判明した。最も暗い新規メンバーは木星質量約2倍と推定され、太陽質量のわずか0.19パーセントという褐色矮星の下限質量に新たな制約をもたらしている。
未知の炭化水素特性と新しいスペクトル分類
注目すべきは、これらの褐色矮星の大気スペクトルに共通する特異な特徴である。以前の観測で発見された3個中2個の褐色矮星に、大気モデルでは予測されていない未同定の脂肪族炭化水素による吸収特性が見られた。今回の新しい観測でも同じ炭化水素特性が検出され、IC 348全体で11個の褐色矮星がこの特徴を示すことが確認された。
この特性は星等が暗いほど顕著になることから、炭化水素は最も低温の褐色矮星に自然に存在する要素だと判断される。研究チームはこれを根拠に、波長3.4マイクロメートルの炭化水素基本バンドで定義される新しいスペクトル分類「H」を提案している。
一部の新規メンバーは惑星形成の可能性を示唆している。木星質量約2倍と約10倍の2つの天体は、周囲に取り巻く円盤から大きな過剰放出を示しており、惑星形成に必要な物質を保有していることが実証された。
出典: Universe Today
