天文学家偶然发现了一个罕见的食双星褐矮星系统,其研究发现发表在《自然天文学》期刊上,是由一个国际研究小组领导的,其中包括伯明翰大学的科学家,他们正在进行Speculoos(寻找超冷恒星周围的宜居行星)项目。Speculoos涉及伯明翰大学与列日大学、剑桥大学、伯尔尼大学、加那利天体物理研究所、麻省理工学院和其他合作机构合作。
Speculoos项目的任务是观测围绕在超冷矮星周围的行星,这一类别包括现存的最小恒星,以及被称为“棕矮星”的天体。褐矮星是“亚恒星”天体,这意味着它们的质量比恒星小,但比行星多。褐矮星无法维持氢到氦的聚变过程,这一过程为来自普通恒星(如太阳)提供动力。天文学家预测,这些超冷矮星应该拥有大量邻近的、可能适合居住的岩石行星,为探索不同大气和气候提供了丰富的机会。
如7行星系统TRAPPIST-1就是一个例子,它是由同一团队成员发现的。在智利建造之后不久,第一架镜面望远镜,在测试观测期间,研究小组瞄准了天秤座中已知的棕矮星2MASSWJ1510478-281817,后来改名为2M1510。Speculoos的观测捕捉到了一个明显信号,这使得研究人员推测2M1510可能是两颗棕矮星,在彼此的轨道上,而不是一颗。Speculoos项目的首席研究员米夏埃尔·吉隆博士说:
在进行的第一次测试观测中,研究人员把一台望远镜对准了一颗已知的棕矮星。但突然之间,这个天体似乎变暗了大约90分钟,这表明刚刚发生了日食。麻省理工学院的博士后研究员Artem Burdanov说:我们很快意识到,看到的可能是两颗食双褐矮星,其中一颗在另一颗前面经过,这种形态比行星系统罕见得多。研究人员使用两台更强大的望远镜:
夏威夷10米凯克望远镜和智利8米甚大望远镜证实了这个假设。甚大望远与用来进行观测的Speculoos望远镜位于同一地点,凯克和甚大望远都有灵敏的光谱仪,可以用来测量天体的速度。在2M1510的情况下,天文学家们探测到了两颗棕矮星在彼此轨道上的速度。领导光谱分析的加州大学圣地亚哥分校物理学教授亚当·伯加瑟说:从获得的第一个光谱来看,可以说我们有了一个令人兴奋的双星发现。
看到吸收线完全同步地来回移动是令人兴奋的,这使研究人员能够测量双星的质量。探测到食双棕矮星的情况极为罕见,到目前为止,只发现了另外一个这样的系统。这些系统为天文学家提供了直接测量棕矮星半径和质量的机会,这是理论模型的基本量。2M1510的特殊之处还在于,它是为数不多的已知年龄的棕矮星之一,因为它是附近一个名为Argus Moving Group的年轻星团成员。
研究的主要作者、伯明翰大学物理与天文学院的阿莫里·特里奥德博士说:收集质量、半径和年龄的组合对恒星来说真的很少见,更不用说棕矮星了。通常会缺少一个或多个这样的测量结果,通过将所有这些元素综合在一起,天文学家能够验证棕矮星如何冷却的理论模型,这些模型已经有30多年的历史了。研究发现这些模型与观测结果非常吻合,这证明了人类的聪明才智。