西北大学和加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)的天体物理学家发现了迄今为止观测到的最紧密的超冷矮星双星系统。

这两颗恒星离得很近，绕对方公转一周的时间不到一个地球日。换句话说，每颗恒星的“年”仅持续20.5小时。

这个新发现的系统被命名为LP 413-53AB，由一对超冷矮星组成，这是一类质量非常低的恒星，它们的温度非常低，以至于它们主要以红外线发出光，使人眼完全看不见它们。然而，它们是宇宙中最常见的恒星类型之一。

在此之前，天文学家只发现了三个短周期超冷矮双星系统，它们都相对年轻——只有4000万年的历史。LP 413-53AB估计有数十亿年的历史，与我们的太阳年龄相似，但其轨道周期至少比迄今为止发现的所有超冷矮双星短三倍。

领导这项研究的西北大学天体物理学家徐志春(Chih-Chun“Dino”Hsu)说:“发现这样一个极端的系统令人兴奋。”“原则上，我们知道这些系统应该存在，但还没有发现这样的系统。”

徐在西雅图举行的美国天文学会第241次会议的新闻发布会上介绍了这一研究。“最短周期超冷矮双星的发现”于今天(1月10日)作为“恒星及其活动”会议的一部分进行。媒体人员可以在这里登记。

徐是西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心(CIERA)的博士后研究员。他在加州大学圣地亚哥分校读博士时开始了这项研究，在那里他得到了亚当·伯伽瑟教授的建议。

发现这样一个极端的系统是令人兴奋的。原则上，我们知道这些系统应该存在，但还没有发现这样的系统。”

Chih-Chin“Dino”Hsu，天体物理学家

研究小组在研究档案数据时首次发现了这个奇怪的双星系统。Hsu开发了一种算法，可以根据恒星的光谱数据建模。通过分析恒星发出的光谱，天体物理学家可以确定恒星的化学成分、温度、引力和旋转。该分析还显示了恒星在靠近和远离观测者时的运动，即径向速度。

在检查LP 413-53AB的光谱数据时，许发现了一些奇怪的现象。早期的观测发现了这个系统，当时恒星大致对齐，它们的光谱线重叠，这让许相信它只是一颗恒星。但随着恒星在轨道上移动，光谱线向相反的方向移动，在后来的光谱数据中分裂成一对。徐意识到实际上有两颗恒星被锁在一个非常紧密的双星中。

利用凯克天文台强大的望远镜，许决定亲自观察这一现象。2022年3月13日，该团队将望远镜转向双星系统所在的金牛座，并对其进行了两个小时的观测。然后，他们在7月、10月和12月进行了更多的观察。

“当我们进行测量时，我们可以在几分钟的观察中看到事情的变化，”Burgasser说。“我们跟踪的大多数双星的轨道周期都是数年。所以，你每隔几个月就要做一次测量。然后，过一段时间，你就可以把拼图拼起来了。有了这个系统，我们可以实时看到谱线的移动。能在人类的时间尺度上看到宇宙中发生的事情真是太神奇了。”

观测结果证实了许的模型的预测。这两颗恒星之间的距离大约是地球到太阳距离的1%。“这很了不起，因为当它们年轻的时候，大约100万年左右，这些恒星应该是在彼此之上的。”Burgasser说。

研究小组推测，这些恒星要么在演化过程中相互迁移，要么在第三个(现在已经失去的)恒星成员被喷射出来后走到一起。需要更多的观察来验证这些观点。

徐还说，通过研究类似的恒星系统，研究人员可以更多地了解地球以外潜在的宜居行星。超冷矮星比太阳暗淡得多，所以任何表面有液态水的世界——这是形成和维持生命的关键因素——都需要离恒星更近。然而，LP 413-53AB的宜居带距离恰好与恒星轨道相同，因此在这个系统中不可能形成宜居行星。

“这些超冷的矮星是我们太阳的邻居。”徐说。“为了确定潜在的宜居宿主，从我们附近的邻居开始是有帮助的。但如果近距离双星在超冷矮星中很常见，那么可能就很少有可居住的世界了。”

为了充分探索这些情况，Hsu、Burgasser和他们的合作者希望精确定位更多超冷的矮双星系统，以创建完整的数据样本。新的观测数据可以帮助加强双星形成和演化的理论模型。然而，直到现在，发现超冷双星仍然是一项罕见的壮举。

“这些系统很罕见，”该研究的合著者、加州大学圣地亚哥分校的校长博士后克里斯·泰森说。“但我们不知道它们稀有是因为它们很少存在，还是因为我们没有发现它们。这是一个开放式的问题。现在我们有了一个可以开始构建的数据点。这些数据在存档中保存了很长时间。迪诺的工具将使我们能够寻找更多这样的双星。”

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。