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耗時29年才確認!這對「失敗」恒星軌域為何如此接近?

2024-10-18科學

天文學家近日宣布了一項關於「失敗的恒星」格利澤229B(Gliese 229B)的突破性發現:它實際上是一個由兩個緊密軌域執行的褐矮星組成的系統,而非原先認為的單一天體。這一發現不僅解答了長期以來關於其亮度與質素不符的疑問,還揭示了銀河系中可能存在更多此類奇異系統的希望。

格利澤229B,曾被視為褐矮星的代表,如今被重新定義為一個前所未有的緊密褐矮星雙星系統。加州理工學院的研究員Jerry W. Xuan表示:「我們一直對這一天體的性質判斷錯誤,它不是一顆,而是兩顆。直到現在,我們才探測到如此接近的分離。」

褐矮星因其從氣體和塵埃中塌縮形成,但未能觸發氫到氦的融合而得名「失敗的恒星」。格利澤229B,距離我們19光年,圍繞紅矮星格利澤229執行,於1995年首次被發現。現在,它引入了緊密褐矮星雙星系統的新概念。

這兩個天體,現在被指定為格利澤229Ba和格利澤229Bb,它們之間的距離僅為380萬英裏(610萬公裏),相當於地球與月球之間距離的16倍,或地球與太陽之間距離的4%。這兩個褐矮星每12個地球日就圍繞彼此旋轉一次。

這一發現是由加州理工學院的一個天文學家團隊完成的。他們發現,格利澤229B不是一個質素大約是木星70倍的單一天體,而是由兩個褐矮星組成:一個的質素大約是太陽系氣體巨星的38倍,另一個的質素大約是34個木星質素。這一發現引發了關於如此緊密束縛的褐矮星系統是如何形成的問題。

「這一發現不僅解決了最近觀測到的質素與光度之間的緊張關系,而且顯著加深了我們對褐矮星的理解,」團隊成員David Morrisroe教授Dimitri Mawet表示。

褐矮星對天文學家來說非常有趣,因為它們至少在質素方面填補了最大行星和最小恒星之間的空白。自20世紀60年代以來,天文學家就理論化了這種「缺失環節」,但直到20世紀90年代中期才在格利澤229B的形式下發現了其中之一(或兩個)。

Rebecca Oppenheimer,現在是美國自然歷史博物館天體物理系的教授,是1995年發現格利澤229B的團隊之一。她表示:「看到第一顆比恒星小的天體繞著另一顆恒星執行是令人振奮的。它開啟了一個尋找像它這樣的奇異天體的小產業,但從那時起,它一直是個謎。」

三十年來,天文學家對這一系統進行了深入研究,發現即使對於一顆失敗的恒星來說,格利澤229B也太暗淡了。這導致科學家們推測它一定是兩個褐矮星,而不是一個。然而,這種雙重性質的觀測一直未能實作。

「要在30年的時間裏逃避天文學家的註意,這兩個褐矮星必須非常接近彼此,」Xuan解釋說。

Xuan和他的同事利用安裝在智利北部阿塔卡馬沙漠地區的非常大望遠鏡(VLT)上的兩種不同儀器,成功地將格利澤229B空間分辨為兩個天體。這一發現揭示了褐矮星雙星格利澤229Ba和格利澤229Bb的存在。

「這兩個相互圍繞執行的世界實際上半徑比木星還小。如果在我們的太陽系中有像它們這樣的天體,它們在我們的夜空中看起來會非常奇怪,」Oppenheimer說。

盡管緊密褐矮星雙星的形成仍是個謎團,但可能的情況是,誕生這些失敗恒星的氣體和塵埃的塌縮雲可能分成了兩部份,創造了兩個褐矮星「種子」。這些種子隨後可能成為重力束縛,導致了格利澤229B系統的誕生。

來源:http://www.itbear.com.cn/html/2024-10/546366.html