偶然發(fā)現(xiàn)罕見食雙星褐矮星，而且褐矮星無法維持氫到氦的聚變過程

天文學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)罕見的食雙星褐矮星系統(tǒng)，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然天文學(xué)》期刊上，是由一個(gè)國(guó)際研究小組領(lǐng)導(dǎo)的，其中包括伯明翰大學(xué)的科學(xué)家，他們正在進(jìn)行Speculoos（尋找超冷恒星周圍的宜居行星）項(xiàng)目。Speculoos涉及伯明翰大學(xué)與列日大學(xué)、劍橋大學(xué)、伯爾尼大學(xué)、加那利天體物理研究所、麻省理工學(xué)院和其他合作機(jī)構(gòu)合作。

Speculoos項(xiàng)目的任務(wù)是觀測(cè)圍繞在超冷矮星周圍的行星，這一類別包括現(xiàn)存的最小恒星，以及被稱為“棕矮星”的天體。褐矮星是“亞恒星”天體，這意味著它們的質(zhì)量比恒星小，但比行星多。褐矮星無法維持氫到氦的聚變過程，這一過程為來自普通恒星（如太陽）提供動(dòng)力。天文學(xué)家預(yù)測(cè)，這些超冷矮星應(yīng)該擁有大量鄰近的、可能適合居住的巖石行星，為探索不同大氣和氣候提供了豐富的機(jī)會(huì)。

如7行星系統(tǒng)TRAPPIST-1就是一個(gè)例子，它是由同一團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)的。在智利建造之后不久，第一架鏡面望遠(yuǎn)鏡，在測(cè)試觀測(cè)期間，研究小組瞄準(zhǔn)了天秤座中已知的棕矮星2MASSWJ1510478-281817，后來改名為2M1510。Speculoos的觀測(cè)捕捉到了一個(gè)明顯信號(hào)，這使得研究人員推測(cè)2M1510可能是兩顆棕矮星，在彼此的軌道上，而不是一顆。Speculoos項(xiàng)目的首席研究員米夏埃爾·吉隆博士說：

在進(jìn)行的第一次測(cè)試觀測(cè)中，研究人員把一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了一顆已知的棕矮星。但突然之間，這個(gè)天體似乎變暗了大約90分鐘，這表明剛剛發(fā)生了日食。麻省理工學(xué)院的博士后研究員Artem Burdanov說：我們很快意識(shí)到，看到的可能是兩顆食雙褐矮星，其中一顆在另一顆前面經(jīng)過，這種形態(tài)比行星系統(tǒng)罕見得多。研究人員使用兩臺(tái)更強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡：

夏威夷10米凱克望遠(yuǎn)鏡和智利8米甚大望遠(yuǎn)鏡證實(shí)了這個(gè)假設(shè)。甚大望遠(yuǎn)與用來進(jìn)行觀測(cè)的Speculoos望遠(yuǎn)鏡位于同一地點(diǎn)，凱克和甚大望遠(yuǎn)都有靈敏的光譜儀，可以用來測(cè)量天體的速度。在2M1510的情況下，天文學(xué)家們探測(cè)到了兩顆棕矮星在彼此軌道上的速度。領(lǐng)導(dǎo)光譜分析的加州大學(xué)圣地亞哥分校物理學(xué)教授亞當(dāng)·伯加瑟說：從獲得的第一個(gè)光譜來看，可以說我們有了一個(gè)令人興奮的雙星發(fā)現(xiàn)。

看到吸收線完全同步地來回移動(dòng)是令人興奮的，這使研究人員能夠測(cè)量雙星的質(zhì)量。探測(cè)到食雙棕矮星的情況極為罕見，到目前為止，只發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)這樣的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)為天文學(xué)家提供了直接測(cè)量棕矮星半徑和質(zhì)量的機(jī)會(huì)，這是理論模型的基本量。2M1510的特殊之處還在于，它是為數(shù)不多的已知年齡的棕矮星之一，因?yàn)樗歉浇粋€(gè)名為Argus Moving Group的年輕星團(tuán)成員。

研究的主要作者、伯明翰大學(xué)物理與天文學(xué)院的阿莫里·特里奧德博士說：收集質(zhì)量、半徑和年齡的組合對(duì)恒星來說真的很少見，更不用說棕矮星了。通常會(huì)缺少一個(gè)或多個(gè)這樣的測(cè)量結(jié)果，通過將所有這些元素綜合在一起，天文學(xué)家能夠驗(yàn)證棕矮星如何冷卻的理論模型，這些模型已經(jīng)有30多年的歷史了。研究發(fā)現(xiàn)這些模型與觀測(cè)結(jié)果非常吻合，這證明了人類的聰明才智。

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博科園｜研究/來自：伯明翰大學(xué)

參考期刊《自然天文學(xué)》

DOI: 10.1038/s41550-020-1018-2

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