恆星的誕生是一個混亂而充滿活力的過程，特別是在早期階段，其特徵是螺旋狀和流線型的複雜氣體結構。這種結構被稱為”哺育絲”，因為它們將周圍的氣體物質哺育給新誕生的恆星，類似於宇宙臍帶。

褐矮星是質量小於太陽質量十分之一的天體。這使得它們因規模太小而無法進行核融合，也無法像恆星那樣閃閃發光。在此之前，科學家並不知道褐矮星是否會形成類似太陽的恆星。要驗證這個假設，需要在褐矮星的最初形成階段對其進行高靈敏度和高角分辨率的觀測。

由慕尼黑大學天文物理學家、慕尼黑大學天文台的Basmah Riaz 博士領導的一個國際研究小組現在已經完成了這項工作：研究人員利用位於智利的高度精密的ALMA觀測站對極其年輕的褐矮星Ser-emb 16 進行了觀測，並於最近在《皇家天文學會月刊》上發表了他們的研究成果。

ALMA對相當年輕的褐矮星Ser-emb 16 的螺旋（左）和尾部（右）的觀測。資料來源：Basmah Riaz

裡亞茲說：”我們的觀測發現了壯觀的大尺度螺旋和流線型結構，這是以前從未在新誕生的褐矮星上看到過的。這些細絲覆蓋了大約2000-3000 天文單位的廣闊區域，並與Ser-emb 16 相連。對稱的質量吸積，透過饋源絲吸附到正在形成的褐矮星上。

螺旋結構和流線為了解褐矮星的形成過程提供了重要線索。在模擬了各種可能的情況後，研究人員將它們與ALMA 天文台的數據進行了比較。例如，大型結構可以用恆星形成區域內的坍縮團塊碰撞來解釋。要想發生這種情況，這種碰撞必須在恆星形成核心的生命週期內至少發生一次。

“我們透過新的數值模擬證明，碰撞甚至會引發小型星團的坍縮，從而形成褐矮星。由於碰撞是側向發生的，而不是正面發生的，因此形成了各種大小和形態的螺旋和流線體，”合著者之一、英國中央蘭開夏大學的Dimitris Stamatellos 博士說。如果這個模型是正確的，那麼它就意味著褐矮星的形成過程是動態的，與類太陽恆星類似，在恆星形成環境中，混亂的相互作用從早期就很常見。

在另一種情況下，模擬結果表明，觀測到的結構與非常年輕的褐矮星周圍的大（偽）盤相對應，在強磁場的作用下，褐矮星內核的旋轉使（偽）盤發生了扭曲。如果這個模型是正確的，就表示磁場在褐矮星形成過程中扮演了重要角色。

裡亞茲說：”ALMA觀測提供了對褐矮星早期形成階段的獨特見解。透過將觀測結果與模型進行比較，我們得出了引力下沉的結論，這種結論可以解釋在正在形成的恆星周圍看到的螺旋狀和流線型的不對稱質量吸積。

日本九州大學的Masahiro Machida 教授是這項研究的合著者之一，他解釋說：”因此，Ser-emb 16 是褐矮星以類似恆星的方式形成過程中的一個獨特案例。”

編譯來源：ScitechDaily