新發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng) LP413-53AB 由一對(duì)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(jiàn)。 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(cè)到了三個(gè)短周期超冷矮雙星系統(tǒng)，它們都相對(duì)年輕——年齡最多為4000萬(wàn)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(shí)間的推移而變化。來(lái)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(yáng)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(xiàng)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(gè)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(méi)有找到這樣的系統(tǒng)。” 系統(tǒng)。”
Hsu 最近在西雅圖舉行的法國(guó)天文學(xué)會(huì)第 241 屆大會(huì)新聞發(fā)布會(huì)上介紹了這項(xiàng)研究，這是“恒星及其活動(dòng)”會(huì)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(shí)就開(kāi)始了這項(xiàng)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(tuán)隊(duì)在搜尋檔案數(shù)據(jù)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了這個(gè)奇怪的雙星系統(tǒng)。 許開(kāi)發(fā)了一種算法，可以根據(jù)恒星的光譜數(shù)據(jù)對(duì)恒星進(jìn)行建模。 通過(guò)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(yuǎn)離觀察者時(shí)的運(yùn)動(dòng)，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(lái)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(shí)，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(duì)齊時(shí)，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(shí)，譜線以相反的方向通信，在后來(lái)的光譜數(shù)據(jù)中分裂成對(duì)。 許意識(shí)到實(shí)際上有兩顆恒星被鎖定在一個(gè)非常緊密的雙星中。
在天文臺(tái)強(qiáng)大的望遠(yuǎn)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(tuán)隊(duì)將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向雙星系統(tǒng)所在的雙子座，觀測(cè)了兩個(gè)小時(shí)。 然后他們?cè)谄咴隆⑹潞褪逻M(jìn)行了更多的后續(xù)觀察。
“當(dāng)我們進(jìn)行這些分析時(shí)，我們可以在觀察幾分鐘內(nèi)看到事情發(fā)生變化，”說(shuō)。 “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(gè)月才會(huì)得到一次探測(cè)到。然后，過(guò)了一段時(shí)間，你就可以把拼圖拼湊起來(lái)。在這個(gè)系統(tǒng)中，我們可以看到光譜線正在實(shí)時(shí)通信。看到這些事情在人類的時(shí)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(cè)相矛盾。 兩顆恒星之間的距離約為月球與太陽(yáng)之間距離的1%。
研究小組懷疑，這些恒星要么在進(jìn)化過(guò)程中相互遷移，要么在第三個(gè)（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(lái)檢驗(yàn)這一點(diǎn)。 看法。
許還表示，通過(guò)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(yáng)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(duì)于LP413-53AB來(lái)說(shuō)，宜居帶的距離與恒星的軌道完全相同，因此在這個(gè)系統(tǒng)中不可能產(chǎn)生宜居行星。
“這個(gè)超冷矮星是我們太陽(yáng)的鄰居，”許說(shuō)。 “為了識(shí)別潛在的宜居宿主，從我們的近鄰開(kāi)始是有幫助的。如果超冷矮星中接近的雙星很常見(jiàn)，那么很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很少的宜居世界。”
為了充分探索這一場(chǎng)景，Hsu 和他們的合作者希望識(shí)別出更多超冷矮星雙星系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建完整的數(shù)據(jù)樣本。 新的觀測(cè)數(shù)據(jù)有助于加強(qiáng)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(xiàng)罕見(jiàn)的壯舉。
“這樣的系統(tǒng)很罕見(jiàn)。我們不知道它們之所以罕見(jiàn)，是因?yàn)樗鼈兒芎币?jiàn)天體物理學(xué)快報(bào)，還是因?yàn)槲覀儧](méi)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(shuō)。博士后研究員。 問(wèn)題。 現(xiàn)在我們有了數(shù)據(jù)點(diǎn)天體物理學(xué)快報(bào)，我們可以開(kāi)始構(gòu)建了。 這些數(shù)據(jù)已經(jīng)在檔案中保存了很長(zhǎng)時(shí)間。 Dino 的工具將使我們能夠找到更多這樣的二進(jìn)制文件。”