天文学：棕矮星是如何形成的？

新的观测结果为我们提供了洞察，关于巨行星的诞生是否与恒星的诞生有相似的过程。

恒星的诞生是一个混乱而动态的过程,尤其是在早期阶段,这个过程以复杂的气体结构形成螺旋和流动带。这些结构被称为“输送丝”，因为它们像宇宙脐带一样将周围的气体物质输送到新生恒星上。

棕矮星是质量小于太阳十分之一的天体。这使得它们太小无法进行核聚变并发光如恒星。科学家之前不清楚棕矮星是否像类太阳的恒星一样形成。要测试这个假设需要对棕矮星在早期形成阶段进行高灵敏度、高角分辨率的观测。由慕尼黑大学天文物理学家 Dr. Basmah Riaz 领导的国际团队现在已经做到了: 研究人员使用智利的ALMA天文台对极年轻的棕矮星Ser-emb 16进行了观测，并最近在《皇家天文学会月报》杂志上发表了他们的研究成果。

"我们的观测揭示了前所未见的庞大螺旋和流动带结构，这种结构从未在新生棕矮星附近看到过," Riaz 说道。这些纤细涵盖着大约 2000-3000 天文单位的广阔区域，并与 Ser-emb 16 相连。还可以看到其周围的物质团块，这些物质团块本身可能会演化成年轻的棕矮星。“这些观测首次展示了外部环境的影响，这导致了通过输送丝向形成中的棕矮星不对称地增加质量," 天文学家说。

螺旋结构和流动带提供了棕矮星形成的重要线索。通过模拟可能的情景，研究人员将其与ALMA天文台的数据进行了比较。例如，大型结构可以通过在恒星形成区内坍缩团块的碰撞来解释。为了发生这种情况，这种碰撞必须至少在恒星形成核心的寿命期间发生一次。"我们通过新的数值模拟表明，碰撞触发了甚至小团块的坍缩形成棕矮星。由于碰撞是侧向发生的，各种大小和形态的螺旋和流动带形成," 来自英格兰中央兰开夏大学的合著者 Dimitris Stamatellos 博士说道。如果该模型正确，则意味着动态的棕矮星形成过程，类似于类太阳的恒星，在这里在恒星形成环境中的混乱相互作用是从早期就很常见。

在另一种情景中，模拟显示观察到的结构对应于非常年轻的棕矮星周围的大型（伪）盘，在强磁场存在的情况下，（伪）盘被棕矮星核心的旋转扭曲。如果该模型正确，则意味着磁场在棕矮星形成过程中起着重要作用。

"我们的ALMA观测为我们提供了棕矮星早期形成阶段的独特洞察," Riaz 说道。将观测结果与模型进行比较支持了一个可以解释螺旋和流动带的不对称质量增加的引力坍缩情景，就像在形成恒星周围看到的那样。“因此，Ser-emb 16 构成了一个独特的案例，是一个以恒星方式形成的棕矮星," 来自日本九州大学的研究合著者 Masahiro Machida 教授解释道。