Bild NASAs James Webb Space Telescope observation nyligen av IC 348, ett stjärnbildande område 1 000 ljusår från jorden. Webbteleskopet fann små bruna dvärgar några dubbelt så stora som Jupiter och unga stjärnor som slungade ut kraftfulla jetstrålar som kraschade in i omgivande gas och damm. Bild: NASA, ESA, CSA, Kevin Luhman (PSU), Catarina Alves de Oliveira (ESA), Mahdi Zamani (ESA/Webb)
Ovan vy av det närliggande stjärnbildande området IC 348 är en av de innehållsrikaste bilderna som hittills släppts från NASAs James Webb Space Telescope. Med hjälp av telekopet sökte astronomer i IC 348 efter bruna dvärgar. Objekt som är mindre massiva än de minsta stjärnorna (så kallade misslyckade stjänbildningar).
Stjärnbildningsregionen IC 348 ligger 1 000 ljusår bort från oss i stjärnbilden Perseus. I områden som IC 348 kollapsar kalla moln av molekylär vätgas och bildar nya stjärnor, vilket skapar lysande scener som ovan. Stjärnbildningsprocessen kan skapa mycket varierande objekt, från massiva stjärnor som kollapsar efter bara några miljoner år i kärnkollaps-supernovaexplosioner till de minsta och vanligaste stjärnorna, som är långlivade och producerar kraftfulla stjärnstormar. De minsta stjärnorna väger omkring 8 procent av solens massa.
Under denna massa finns en klass av objekt som kallas bruna dvärgar. Bruna dvärgar bildas på samma sätt som stjärnor genom kollapsen av molekylmoln. Men till skillnad från stjärnor blir kärnorna hos bruna dvärgar aldrig tillräckligt varma för att smälta samman vanligt väte till helium (även om många kortvarigt fusionerar deuterium eller tungt väte, tidigt i sin existens).
Det som fortfarande är oklart, och som forskarna hoppades lära sig genom att använda Webbs känsliga instrument i studiet av IC 348, är hur små de minsta objekten som skapas vid stjärnbildningsprocesser är. Med andra ord, hur liten är den minsta bruna dvärgen?
Forskare som försökte besvara denna fråga använde först Webbteleskopet till att studera IC 348 under 2022 och upptäckte då bruna dvärgar med massor så låga som endast tre till fyra gånger större än Jupiters massa. Nu har samma forskarteam använt Webb för att undersöka ännu djupare i denna region i jakt på ännu mindre bruna dvärgar.
Teamet använde Webbs NIRCam (Near-Infrared Camera) 2024 för att fånga det varma skenet från unga bruna dvärgar och nybildade stjärnor som kan ses på ovan bild av IC 348. Efter att ha valt ut bruna dvärgar baserat på deras färg och ljusstyrka följde de upp med Webbs NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) 2025 för att genomföra spektroskopiska observationer för att studera massorna hos de bruna dvärgarna.
Dessa djupa Webb-observationer avslöjade något anmärkningsvärt: bruna dvärgar med massor så låga som bara dubbelt så stora som Jupiters massa, 0,19 procent av solens massa. Det är mycket mindre än vad teorin förutspår att bruna dvärgar kan vara. Detta är de minst massiva bruna dvärgarna som är kända och deras existens utgör en utmaning för modellen av hur stjärnor bildas.
Förutom upptäckten av dessa oväntat lätta bruna dvärgar innehöll Webbs observationer ännu fler överraskningar. En av de lättaste nyfunna bruna dvärgarna visade tecken på en skiva, vilket antyder att små planeter kan bildas runt ett objekt som i sig bara är har massa som en större planet.
När de inspekterade spektra från IC 348:s bruna dvärgar fann forskarteamet också en egenskap de tillskrev ett oidentifierat kolväte, molekyler som endast består av väte- och kolatomer. Denna specifika formation har endast observerats i atmosfärer hos de bruna dvärgarna med lägst massa vilket tyder på att dessa extrema objekt kan existera i en egen spektral klass.
Stjärnorna och de bruna dvärgarna i IC 348 är inte de enda attraktionerna i bilden. En briljant detaljerad samling protostjärnor finns uppe i högra hörnet. Flera av dessa protostjärnor åtföljs av Herbig-Haro-objekt Objekt som är lysande områden som bildas när jetstrålar från växande nya stjärnor kraschar in i gas och damm runt stjärnan.
Den långa, smala formationen horisontellt orienterad i detta hörn är Herbig-Haro-objektet HH 797. Vid närmare granskning avslöjas att denna källa är två protostjärnor med nästan parallella utflöden. Precis till höger om HH 797 finns den propellerformade Herbig-Haro-objektet HH 211, som har både smala jetstrålar och breda utflöden.
