雙星繞雙星，南大天文學(xué)家?guī)ьI(lǐng)國際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)兩級四星系統(tǒng)
來源： 紫牛新聞
2025-08-24 21:12:00
在距離地球82光年的宇宙深處，天文學(xué)家捕捉到一個(gè)神奇的“星際芭蕾”——兩對天體像跳雙人舞般相互環(huán)繞：一對年輕的紅矮星與一對溫度極低的褐矮星組成了罕見的四級天體系統(tǒng)。這項(xiàng)由南京大學(xué)領(lǐng)銜的發(fā)現(xiàn)，為研究恒星與行星之間的神秘天體打開新窗口，日前已發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。
這個(gè)名為UPM J1040?3551 AabBab的系統(tǒng)是由南京大學(xué)副教授張?jiān)A領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的。
藝術(shù)概念圖展示了UPM J1040?3551四星系統(tǒng)，背景為Gaia太空望遠(yuǎn)鏡觀測到的銀河系。在左側(cè)，UPM J1040?3551 Aa 和Ab呈現(xiàn)為一個(gè)遙遠(yuǎn)的橙色亮點(diǎn)，插圖中放大顯示了這兩顆相互環(huán)繞的M型恒星。在右側(cè)前景中，則是一對以幾十年的周期相互環(huán)繞的超冷褐矮星UPM J1040?3551 Ba和Bb。Aab與Bab圍繞一個(gè)質(zhì)心以至少10萬年的周期相互環(huán)繞。圖片來源：鐘嘉欣、張?jiān)A。
從藝術(shù)概念圖中，記者看到，該系統(tǒng)內(nèi)層，兩顆溫度約2900℃的紅矮星緊密相繞，就像兩個(gè)明亮的小太陽跳貼面舞；而在系統(tǒng)外層，兩顆溫度分別為550°C和420°C的褐矮星在更遠(yuǎn)處相伴旋轉(zhuǎn)。而兩對組合又圍繞一個(gè)質(zhì)心，以10萬年以上的超長周期相互環(huán)繞。張?jiān)A表示，“這一發(fā)現(xiàn)最令人興奮的是系統(tǒng)的層級性，這保證了多星系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定的運(yùn)行?！?/p>
該團(tuán)隊(duì)從歐洲太空局（ESA）的Gaia天體測量衛(wèi)星和美國航空航天局（NASA）的寬視場紅外巡天探測器（WISE）觀測的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)成員具有相同的角速度，并對該系統(tǒng)進(jìn)行了全面的光譜觀測和分析，從而識別出這一四星系統(tǒng)。
“這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)由一對 T 型褐矮星圍繞一對恒星運(yùn)行的四星系統(tǒng)，”該研究論文的合著者、西班牙天體生物學(xué)中心的 Maria-Cruz Gálvez-Ortiz 博士指出?！斑@一發(fā)現(xiàn)為研究這些神秘天體提供了一個(gè)獨(dú)特的宇宙實(shí)驗(yàn)室?！?/p>
褐矮星被稱為失敗的恒星，它比行星重很多，但又不能像恒星一樣維持氫聚變以發(fā)光發(fā)熱。自出生后，就會(huì)持續(xù)冷卻，越來越暗、越來越冷。這種持續(xù)的變化過程給褐矮星研究帶來了一個(gè)根本性的挑戰(zhàn)，一顆具有特定的溫度的孤立的褐矮星，它既可能是“年輕的小個(gè)子”——更年輕、質(zhì)量更小的天體，也可能是“年老的大塊頭”——更古老、質(zhì)量更大的天體。如果沒有額外的信息，天文學(xué)家無法區(qū)分這兩種可能性。有了紅矮星作為“參照物”，褐矮星相當(dāng)于有了“計(jì)時(shí)器”。該研究論文的合著者、英國赫特福德郡大學(xué)的Hugh Jones教授解釋道，“擁有寬距恒星伴星的褐矮星，其年齡可以通過其伴星獨(dú)立限定，作為年齡基準(zhǔn)，在打破年齡-質(zhì)量簡并方面具有寶貴的價(jià)值。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，未來可以通過高分辨率成像技術(shù)分辨這對褐矮星，從而精確測量其運(yùn)動(dòng)軌道和動(dòng)力學(xué)質(zhì)量?！霸撓到y(tǒng)為褐矮星科學(xué)研究帶來了雙重益處，”該研究論文的合著者、美國加州大學(xué)圣迭戈分校的 Adam Burgasser 教授說道?！叭绻覀兡軌蚍直婧职请p星并追蹤其軌道，它既可以作為校準(zhǔn)低溫大氣模型的年齡基準(zhǔn)，又可以作為檢驗(yàn)演化模型的質(zhì)量基準(zhǔn)?！?/p>
揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾? 楊甜子
校對 陶善工