新發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng) LP413-53AB 由一對超冷矮星組成，它們是質(zhì)量極低的天體，主要在紅外范圍內(nèi)發(fā)光，因此人眼看不見。 即便如此，它們?nèi)匀皇怯钪嬷凶钬S富的恒星類型之一。 在此之前，天文學(xué)家只探測到了三個短周期超冷矮雙星系統(tǒng)，它們都相對年輕——年齡最多為4000萬年。
插圖顯示超冷矮雙星目前的距離有多近，以及這些距離如何隨著時間的推移而變化。來源：亞當(dāng)/加州圣何塞學(xué)院
LP413-53AB 的年齡可能有數(shù)十億年，大約與太陽一樣古老，但其軌道周期至少比迄今為止發(fā)現(xiàn)的所有超冷矮雙星短三倍。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的東北學(xué)院天體化學(xué)家 Chih-Chun “Dino” Hsu 表示：“發(fā)現(xiàn)這樣一個極端的系統(tǒng)真是令人興奮。” “原則上我們知道這樣的系統(tǒng)應(yīng)該存在，但我們還沒有找到這樣的系統(tǒng)。” 系統(tǒng)。”
Hsu 最近在西雅圖舉行的法國天文學(xué)會第 241 屆大會新聞發(fā)布會上介紹了這項研究，這是“恒星及其活動”會議的一部分。 許是西南學(xué)院溫伯格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院數(shù)學(xué)和天文學(xué)博士后研究員，也是西南學(xué)院天體化學(xué)跨學(xué)科探索與研究中心（CIERA）的成員。 他在獲得博士學(xué)位時就開始了這項研究。 他是加州大學(xué)圣何塞學(xué)校的學(xué)生，在那里他受到亞當(dāng)研究員的指導(dǎo)。
該團隊在搜尋檔案數(shù)據(jù)時首次發(fā)現(xiàn)了這個奇怪的雙星系統(tǒng)。 許開發(fā)了一種算法，可以根據(jù)恒星的光譜數(shù)據(jù)對恒星進行建模。 通過剖析恒星發(fā)出的光譜，天體化學(xué)家可以確定該物體的物理成分、溫度、重力和旋轉(zhuǎn)。 這些解剖還顯示了恒星靠近和遠離觀察者時的運動，稱為徑向速度。
這張圖比較了最近發(fā)現(xiàn)的雙星系統(tǒng)中兩顆矮星與其他系統(tǒng)的接近程度。來源：亞當(dāng)/加州圣何塞學(xué)院
在研究LP413-53AB的光譜數(shù)據(jù)時，Hsu注意到一些奇怪的事情。 早期觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩顆恒星大致對齊時，它們的光譜線重疊，使他相信這只是一顆恒星。 當(dāng)這些恒星在其軌道上通信時，譜線以相反的方向通信，在后來的光譜數(shù)據(jù)中分裂成對。 許意識到實際上有兩顆恒星被鎖定在一個非常緊密的雙星中。
在天文臺強大的望遠鏡的幫助下，徐志摩決定親自觀察這一現(xiàn)象。 2022年3月13日，團隊將望遠鏡轉(zhuǎn)向雙星系統(tǒng)所在的雙子座，觀測了兩個小時。 然后他們在七月、十月和十二月進行了更多的后續(xù)觀察。
“當(dāng)我們進行這些分析時，我們可以在觀察幾分鐘內(nèi)看到事情發(fā)生變化，”說。 “我們追蹤的大多數(shù)雙星都有幾年的軌道周期。所以，你每隔幾個月才會得到一次探測到。然后，過了一段時間，你就可以把拼圖拼湊起來。在這個系統(tǒng)中，我們可以看到光譜線正在實時通信。看到這些事情在人類的時間尺度上發(fā)生在宇宙中真是令人驚奇。”
這些觀察結(jié)果與許提出的模型的預(yù)測相矛盾。 兩顆恒星之間的距離約為月球與太陽之間距離的1%。
研究小組懷疑，這些恒星要么在進化過程中相互遷移，要么在第三個（現(xiàn)已消失已久）恒星成員被驅(qū)逐后聚集在一起，需要更多的觀察來檢驗這一點。 看法。
許還表示，通過研究類似的恒星系統(tǒng)，研究人員可以更多地了解月球以外潛在的宜居行星。 超冷矮星比我們的太陽要暗得多，因此任何表面有液態(tài)水（產(chǎn)生和維持生命的關(guān)鍵成分）的世界都需要離恒星更近。 然而，對于LP413-53AB來說，宜居帶的距離與恒星的軌道完全相同，因此在這個系統(tǒng)中不可能產(chǎn)生宜居行星。
“這個超冷矮星是我們太陽的鄰居，”許說。 “為了識別潛在的宜居宿主，從我們的近鄰開始是有幫助的。如果超冷矮星中接近的雙星很常見，那么很可能會發(fā)現(xiàn)很少的宜居世界。”
為了充分探索這一場景，Hsu 和他們的合作者希望識別出更多超冷矮星雙星系統(tǒng)來創(chuàng)建完整的數(shù)據(jù)樣本。 新的觀測數(shù)據(jù)有助于加強雙星產(chǎn)生和演化的理論模型。 但到目前為止，超冷雙星的發(fā)現(xiàn)仍然是一項罕見的壯舉。
“這樣的系統(tǒng)很罕見。我們不知道它們之所以罕見，是因為它們很罕見天體物理學(xué)快報，還是因為我們沒有看到它們，”該研究的合著者、加州大學(xué)圣何塞分校主任克里斯說。博士后研究員。 問題。 現(xiàn)在我們有了數(shù)據(jù)點天體物理學(xué)快報，我們可以開始構(gòu)建了。 這些數(shù)據(jù)已經(jīng)在檔案中保存了很長時間。 Dino 的工具將使我們能夠找到更多這樣的二進制文件。”