

中国南京大学的天文学家张曾华及其同事在梳理恒星目录以寻找冷棕矮星(一种介于行星和恒星之间的星际天体)时,
在银河系中发现了一个奇特而罕见的现象。
那是一个围绕明亮单星运行的孤立棕矮星。
进一步研究显示,该棕矮星实际上是由两个组成的。
张曾华表示,在提交关于这一发现的论文后,他们意识到那个明亮的伴星同样是一对恒星。
“我喜欢称之为双双重系统,”加州大学圣迭戈分校冷恒星实验室负责人、参与该发现的天体物理学家亚当·伯格asser说道。
今年夏天,《皇家天文学会月报》发表了一项研究,描述了这个四重恒星系统——一个棕矮星围绕另一个棕矮星运行,两者又与相互环绕的两颗更亮恒星形成引力绑定。
这一发现将帮助科学家厘清棕矮星的性质。
这类天体形成方式与恒星类似,但因质量过小无法持续进行氢聚变(该过程会使恒星发热发光)。棕矮星的大气层与气态巨行星(如木星或土星)相似。
由于温度低且亮度微弱,棕矮星的研究难度较大。天文学家通常通过寻找环绕伴星的棕矮星进行研究,因为这些伴星通常更亮且更易测量。
据伯格asser介绍,这类棕矮星与亮星组成的双星系统往往由相同物质在相同时空条件下形成。
因此测量较亮恒星有助于推算较暗棕矮星的性质,包括年龄、温度和构成等。
此类系统成为了解银河系中孤立棕矮星、以及最小质量恒星形成与演化的基准参照系。
伯格asser指出,在两颗亮星周围发现两个棕矮星"相当于双倍助力","这几乎称得上超级基准"。
为搜寻环绕伴星的棕矮星,张曾华团队扫描了由NASA广域红外巡天探测器和欧空局盖亚望远镜这两个已退役太空任务数据构建的恒星数据库。
他们在地球约82光年外发现了一个棕矮星与明亮恒星伴星组成的系统,其轨道宽度达日地距离的1600倍以上。该棕矮星与伴星均比预期更亮。
通过智利南方天体物理研究望远镜的光谱测量,天文学家确认两者实则都是成对系统。
较亮的双星由两颗红矮星(银河系中最常见的恒星类型)组成,质量均约为太阳的17%。
张曾华表示,它们在可见光波段的综合亮度比北极星暗10万倍。
相比之下,棕矮星几乎不发射可见光。两者体积均与木星相当,大气中检测到甲烷存在。
伯格asser认为,银河系中此类棕矮星可能达数十亿之多——但目前仅发现约30个环绕明亮伴星的案例。
未来通过NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜等设备观测,将帮助团队获取更清晰的棕矮星图像并确定其精确质量,为银河系其他区域的类似天体建立基准。
欧几里得太空望远镜和地面维拉·鲁宾天文台等即将开展的巡天项目,将使天文学家能够更深入探测银河系中更多暗弱棕矮星。
四重恒星系统并非前所未闻——天文学家曾发现包含多达七个天体的恒星系统。
这些系统的存在表明,它们能够经受早期恒星形成过程的考验。相比之下,形成距离过近的恒星可能会因引力相互作用而相互弹射,以超高速在银河系中分散。
“这些线索揭示了多重恒星形成的产物,”伯格asser表示,“但我们仍想探究其最初的形成机制。”