距地球約1400光年的火焰星云（Flame Nebula）是恒星誕生的搖籃，其年齡不足100萬年。科學家利用詹姆斯·韋布空間望遠鏡穿透星云塵埃，首次探測到質量僅0.5倍木星的自由漂浮天體，刷新了恒星形成理論的質量下限。

宇宙托兒所的隱秘居民

在這片由稠密氣體和塵埃構成的星云中，存在一類特殊天體——褐矮星。這些被稱為"失敗恒星"的天體因質量不足（介于13-80倍木星質量之間），其核心永遠無法點燃持續的氫核聚變反應。

Credit:NASA, ESA, CSA, STScI, M. Meyer

它們的演化軌跡呈現獨特特征：

幼年階段（<500萬年）：表面溫度可達2800K（與紅矮星相當），發出微弱紅外輻射。

冷卻歷程：隨時間推移溫度降至300K（接近室溫），亮度衰減至恒星的百萬分之一。

觀測困境：即便在鄰近太陽系的獵戶座分子云中（距離約400光年），哈勃望遠鏡也難以穿透星際塵埃探測其蹤跡。

韋布望遠鏡的技術突破

研究團隊利用韋布望遠鏡，動用了近紅外相機（NIRCam）和中紅外儀器（MIRI），在0.6-28微米波段對火焰星云進行42小時深度觀測，構建了迄今最完整的年輕褐矮星紅外光譜數據庫。

Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, M. Meyer

火焰星云塵埃柱密度達10? cm?3，其極端環境為研究恒星形成臨界條件提供了天然實驗室，突破傳統觀測三大限制：

穿透力：

中紅外波段可穿越A_V>50的星際消光（相當于可見光被遮擋102?倍）

靈敏度：檢測極限達25微焦耳（相當于在月球表面識別60瓦燈泡的亮度）

光譜解析：通過水分子（H?O）和甲烷（CH?）特征譜線精確測定質量

顛覆性發現

在火焰星云（NGC 2024）的觀測數據中，科學家發現：

質量分布：檢測到2-3倍木星質量的自由漂浮天體，探測靈敏度下限達0.5倍木星質量。

形成機制：這些亞恒星天體可能通過"湍流碎片化"形成（與傳統引力坍縮模型相悖）。

理論沖擊：挑戰現有初始質量函數（IMF）理論，或需修正星系物質循環模型。

"這項研究不僅拓展了褐矮星的認知邊界，"項目首席科學家、德克薩斯大學奧斯汀分校的馬修·德弗里奧指出，"更重要的是揭示了恒星形成的基本質量極限——當分子云核質量低于0.08太陽質量（≈80倍木星質量）時，引力坍縮將無法形成真正的恒星。"該發現為理解星際介質動力學提供了新視角，相關成果發表于《自然·天文學》。

參考https://science.nasa.gov/missions/webb/nasas-webb-peers-deeper-into-mysterious-flame-nebula/