如果宇宙是一则童话，那么被称为棕矮星的天体就是丑小鸭。棕矮星既小又暗，被非正式地称为“失败的恒星”。但一些科学家提出，棕矮星拥有未被认识的宏伟之处——它们实际上是巨大的行星。唉，一项新的研究表明，这个故事注定不会有一个美好的结局。天文学家已经发现了第一个直接证据，表明这些宇宙中的“怪胎”是在恒星形成的微型版本中形成的。该研究于7月1日发表在《天体物理学杂志》上。
棕矮星的质量最多只有我们太阳的8%，因此它们的内部缺乏将氢聚变成氦所需的高温和高压——这是为普通恒星提供动力的热核过程。但棕矮星也不适合归入行星类别。它们比木星这样的重量级行星还要重数十倍，并且通过自身收缩和聚变氘来保持更热的核心，加拿大国家研究委员会的天体物理学家詹姆斯·迪·弗朗西斯科解释说，他没有参与这项研究。
由于棕矮星似乎位于行星和恒星之间的无人区，天文学家长期以来一直在思考它们的起源。一方面，棕矮星可以像恒星一样形成，通过巨大的气体和尘埃云的坍塌形成。在这种凝结中诞生的原恒星会包裹在物质盘中，而这个吸积盘和婴儿恒星的磁场之间的相互作用会从磁盘的相对两侧发射出两束物质喷流。另一方面，行星是在恒星周围的圆盘中的物质碎片相互粘连时形成的。一些天文学家甚至提出，如果足够大的物质块从圆盘上脱落，它就可以孕育出一颗棕矮星。
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在过去15年中，天文学家发现年轻的棕矮星与年轻的普通恒星具有相似的特性，特别是喷流和吸积盘，德国图宾根大学的天体物理学家艾玛·惠兰说。但这些调查主要检查了周围气体和尘埃包层已经开始消散的棕矮星。在新研究中，一个由台湾中研院天文学家奥斯卡·莫拉塔领导的国际科学家团队检查了更年轻的原棕矮星，以观察他们是否发现了只能用类似于正常恒星形成过程来解释的物质喷流。 “基本上，我们认为，‘如果它像鸭子一样走路，像鸭子一样说话’，也许恒星和棕矮星是同一类型的东西，”莫拉塔说。
以前很难瞥见如此早期形成的棕矮星，因为棕矮星太暗了。但莫拉塔的团队从斯皮策和赫歇尔太空望远镜的数据中搜寻了年轻、微弱的天体。他们最终确定了 10 个原棕矮星候选者，并使用位于新墨西哥州索科罗的甚大阵列 (VLA) 射电望远镜对它们进行了检查。
在他们的样本中，天文学家发现了四个原棕矮星喷出普通恒星形成所特有的喷流。此外，莫拉塔的团队发现这些喷流的亮度取决于原棕矮星本身的亮度。原恒星及其相关喷流的亮度之间也存在类似的关系。这些结果为棕矮星是由恒星形成过程的缩小版本产生的这一观点提供了第一个直接的观测证据。“我认为这个团队在增进我们对棕矮星如何形成的理解方面做得非常出色，”迪·弗朗西斯科说。
但是其他六个天体呢？根据莫拉塔的说法，驱动年轻恒星和棕矮星喷流的吸积过程不是连续的，因此喷流会断断续续地喷发，可能错过了其他六个天体的喷流。或者这些天体的喷流太微弱而无法看到。莫拉塔还允许这些天体根本不是原棕矮星，而是背景星系的可能。他说，该团队的下一步将是分析他们使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）射电望远镜收集到的关于他们的原棕矮星候选者的数据，并要求更多VLA观测时间以更详细地重新检查候选者。莫拉塔和他的同事还希望找到其他新生棕矮星进行研究。“四个，嗯，这不多，”莫拉塔说。“如果能有更可靠的东西就好了。”
惠兰说，从棕矮星像恒星一样形成的结论中，出现了许多有趣的问题，特别是关于这些天体是否可以拥有自己的行星系统——以及这些系统可能是什么样的。如果真是这样，那么丑小鸭可能毕竟是伟大美丽的地方。