如果宇宙是一則童話，那麼被稱為棕矮星的天體就是醜小鴨。棕矮星既小又暗，被非正式地稱為“失敗的恆星”。但一些科學家提出，棕矮星擁有未被認識的宏偉之處——它們實際上是巨大的行星。唉，一項新的研究表明，這個故事註定不會有一個美好的結局。天文學家已經發現了第一個直接證據，表明這些宇宙中的“怪胎”是在恆星形成的微型版本中形成的。該研究於7月1日發表在《天體物理學雜誌》上。
棕矮星的質量最多隻有我們太陽的8%，因此它們的內部缺乏將氫聚變成氦所需的高溫和高壓——這是為普通恆星提供動力的熱核過程。但棕矮星也不適合歸入行星類別。它們比木星這樣的重量級行星還要重數十倍，並且透過自身收縮和聚變氘來保持更熱的核心，加拿大國家研究委員會的天體物理學家詹姆斯·迪·弗朗西斯科解釋說，他沒有參與這項研究。
由於棕矮星似乎位於行星和恆星之間的無人區，天文學家長期以來一直在思考它們的起源。一方面，棕矮星可以像恆星一樣形成，透過巨大的氣體和塵埃雲的坍塌形成。在這種凝結中誕生的原恆星會包裹在物質盤中，而這個吸積盤和嬰兒恆星的磁場之間的相互作用會從磁碟的相對兩側發射出兩束物質噴流。另一方面，行星是在恆星周圍的圓盤中的物質碎片相互粘連時形成的。一些天文學家甚至提出，如果足夠大的物質塊從圓盤上脫落，它就可以孕育出一顆棕矮星。
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在過去15年中，天文學家發現年輕的棕矮星與年輕的普通恆星具有相似的特性，特別是噴流和吸積盤，德國圖賓根大學的天體物理學家艾瑪·惠蘭說。但這些調查主要檢查了周圍氣體和塵埃包層已經開始消散的棕矮星。在新研究中，一個由臺灣中研院天文學家奧斯卡·莫拉塔領導的國際科學家團隊檢查了更年輕的原棕矮星，以觀察他們是否發現了只能用類似於正常恆星形成過程來解釋的物質噴流。 “基本上，我們認為，‘如果它像鴨子一樣走路，像鴨子一樣說話’，也許恆星和棕矮星是同一型別的東西，”莫拉塔說。
以前很難瞥見如此早期形成的棕矮星，因為棕矮星太暗了。但莫拉塔的團隊從斯皮策和赫歇爾太空望遠鏡的資料中搜尋了年輕、微弱的天體。他們最終確定了 10 個原棕矮星候選者，並使用位於新墨西哥州索科羅的甚大陣列 (VLA) 射電望遠鏡對它們進行了檢查。
在他們的樣本中，天文學家發現了四個原棕矮星噴出普通恆星形成所特有的噴流。此外，莫拉塔的團隊發現這些噴流的亮度取決於原棕矮星本身的亮度。原恆星及其相關噴流的亮度之間也存在類似的關係。這些結果為棕矮星是由恆星形成過程的縮小版本產生的這一觀點提供了第一個直接的觀測證據。“我認為這個團隊在增進我們對棕矮星如何形成的理解方面做得非常出色，”迪·弗朗西斯科說。
但是其他六個天體呢？根據莫拉塔的說法，驅動年輕恆星和棕矮星噴流的吸積過程不是連續的，因此噴流會斷斷續續地噴發，可能錯過了其他六個天體的噴流。或者這些天體的噴流太微弱而無法看到。莫拉塔還允許這些天體根本不是原棕矮星，而是背景星系的可能。他說，該團隊的下一步將是分析他們使用阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）射電望遠鏡收集到的關於他們的原棕矮星候選者的資料，並要求更多VLA觀測時間以更詳細地重新檢查候選者。莫拉塔和他的同事還希望找到其他新生棕矮星進行研究。“四個，嗯，這不多，”莫拉塔說。“如果能有更可靠的東西就好了。”
惠蘭說，從棕矮星像恆星一樣形成的結論中，出現了許多有趣的問題，特別是關於這些天體是否可以擁有自己的行星系統——以及這些系統可能是什麼樣的。如果真是這樣，那麼醜小鴨可能畢竟是偉大美麗的地方。