Ez a reakció ugyanis csak akkor indulhat be, ha egy csillag tömege elég nagy ahhoz, hogy annak magjában a hőmérséklet a 3 millió kelvint meghaladja. Ez a tömeg nagyjából a Nap tömegének 8%-a, másként kifejezve a Jupiter tömegének nyolcvanszorosa. A barna törpék tömege ennél kisebb, a vörös törpecsillagok és az óriásbolygók tömege között van. A keletkezési modellek alapján kialakulásuk közben valamikor a magjukban beindult a magfúzió, de nem a hidrogén, hanem lítium- vagy deutériumfúzió, ehhez 13 jupitertömeg is elegendő, ez jelöli ki alsó tömeghatárukat.

A barna törpék energiát már nem termelnek, lassan lehűlnek, felszíni hőmérsékletük 1000-3000 K, abszolút magnitúdójuk +17 körüli. Mivel tömegük nem túl nagy és energiát nem termelnek, fényük gyengécske, megtalálásuk nehéz, viszont újabb megfigyelések szerint legalább annyian vannak, mint a közönséges csillagok. Tömegük alapján beilleszthetők a következő sorba:

 

holdak - bolygók – barna törpék – vörös törpék – csillagok – neutroncsillagok - fekete lyukak

 

A barna törpék keletkezési folyamata nem egyértelműen tisztázott; lényegében öt lehetőség létezik:

 

Egy gázfelhőből, a csillagokkal megegyező folyamat során jönnek létre, azzal az egyedüli különbséggel, hogy a létrejövő égitest tömege nem elegendő a hidrogénfúzióhoz.

Fejlődésük egy többtagú rendszer részeként, egy globulában kezdődik. A rendszerből azonban kidobódnak, mielőtt még a hidrogénfúzió begyújtásához szükséges tömeget elérnék.[4]

Bolygókhoz hasonlóan protoplanetáris korongban keletkeznek, de egy későbbi fejlődési stádiumban kilökődnek a naprendszerből.[5]

A fiatal, anyagban gazdag nyílthalmazokban a nehéz O és B színképtípusú csillagok ionizáló sugárzása a protosztelláris akkréciós korongokat tönkreteheti (elpárologtathatja), még mielőtt ezen objektumok elegendő anyagot gyűjtenének a hidrogénfúzióhoz.

Fiatal nyílthalmazokban, más csillagokkal való közeli találkozások az akkréciós korongot elpusztíthatják, mielőtt az elérné a hidrogénfúzióhoz szükséges tömeghatárt.

A csak néhány millió éves Chamaeleon I csillagkeletkezési régióban 34 barna törpét találtak, ezekből háromnál bizonyítható volt az akkréciós korong létezése, mely a fiatal csillagokra jellemző.[6] [7] Sok barna törpénél kimutatható a T Tauri változócsillag fázis (mely eddig csak a fiatal csillagok fősorozatig vezető útjaként volt ismert), ez további bizonyíték az azonos keletkezési történetre - legalábbis a barna törpék egy részénél.

 

Lehetséges, hogy a barna törpék alsó tömeghatárát megközelítő planemók – azaz a bolygók és a barna törpék közé sorolható nagy tömegű objektumok – keletkezése folyamata is leírható a fenti öt lehetőség egyikével, azzal a különbséggel, hogy végül 13 jupitertömegnél könnyebb égitest jön létre.