新的观测结果揭示褐矮星诞生的混乱过程

恒星的诞生是一个混乱而充满活力的过程，尤其是在早期阶段，其特点是螺旋状和流线型的复杂气体结构。这种结构被称为"哺育丝"，因为它们将周围的气体物质哺育给新诞生的恒星，类似于宇宙脐带。

褐矮星是质量小于太阳质量十分之一的天体。这使得它们因规模太小而无法进行核聚变，也无法像恒星那样闪闪发光。在此之前，科学家们并不知道褐矮星是否会形成类似太阳的恒星。要验证这一假设，需要在褐矮星的最初形成阶段对其进行高灵敏度和高角分辨率的观测。

由慕尼黑大学天体物理学家、慕尼黑大学天文台的 Basmah Riaz 博士领导的一个国际研究小组现在已经完成了这项工作：研究人员利用位于智利的高度精密的ALMA观测站对极其年轻的褐矮星 Ser-emb 16 进行了观测，并于最近在《皇家天文学会月刊》上发表了他们的研究成果。

ALMA对相当年轻的褐矮星 Ser-emb 16 的螺旋（左）和尾部（右）的观测。资料来源：Basmah Riaz

里亚兹说："我们的观测发现了壮观的大尺度螺旋和流线型结构，这是以前从未在新诞生的褐矮星上看到过的。这些细丝覆盖了大约 2000-3000 天文单位的广阔区域，并与 Ser-emb 16 相连。在它周围还看到了物质团块，这些物质团块本身有可能演化成年轻的褐矮星。这些观测结果首次显示了外部环境的影响，这种影响导致不对称的质量吸积，通过馈源丝吸附到正在形成的褐矮星上。"

螺旋结构和流线为了解褐矮星的形成过程提供了重要线索。在模拟了各种可能的情况后，研究人员将它们与 ALMA 天文台的数据进行了比较。例如，大型结构可以用恒星形成区域内的坍缩团块碰撞来解释。要想发生这种情况，这种碰撞必须在恒星形成核心的生命周期内至少发生一次。

"我们通过新的数值模拟证明，碰撞甚至会引发小型星团的坍缩，从而形成褐矮星。由于碰撞是侧向发生的，而不是正面发生的，因此形成了各种大小和形态的螺旋和流线体，"合著者之一、英国中央兰开夏大学的 Dimitris Stamatellos 博士说。如果这个模型是正确的，那么它就意味着褐矮星的形成过程是动态的，与类太阳恒星类似，在恒星形成环境中，混乱的相互作用从早期就很常见。

在另一种情况下，模拟结果表明，观测到的结构与非常年轻的褐矮星周围的大（伪）盘相对应，在强磁场的作用下，褐矮星内核的旋转使（伪）盘发生了扭曲。如果这个模型是正确的，就意味着磁场在褐矮星形成过程中扮演了重要角色。

里亚兹说："ALMA观测提供了对褐矮星早期形成阶段的独特见解。通过将观测结果与模型进行比较，我们得出了引力下沉的结论，这种结论可以解释在正在形成的恒星周围看到的螺旋状和流线型的不对称质量吸积。"

日本九州大学的 Masahiro Machida 教授是这项研究的合著者之一，他解释说："因此，Ser-emb 16 是褐矮星以类似恒星的方式形成过程中的一个独特案例。"

编译来源：ScitechDaily