天文學家發現罕見的棕矮雙星

伯明翰大學，列日大學（University of Liège），劍橋大學，伯爾尼大學（University of Bern），加那利天體物理研究所（Institute of Astrophysics of the Canaries），麻省理工學院和其它合作機構天文學家團隊，利用智利帕瑞納天文台（Paranal Observatory）新近完工的 SPECULOOS（Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars 利用凌日法尋找超冷恆星系統中的宜居行星）巡天計劃，系統包括四台一米全自動望遠鏡，第一台望遠鏡開光過程中，一個偶然的機會，發現了罕見的黯淡褐矮雙星（binary brown dwarf）系統。

SPECULOOS的任務是研究超冷矮星周圍的行星，超冷矮星包括存在的最小恆星以及稱為棕矮星的物體。棕矮星是質量介於最重的氣態巨行星和最輕的恆星之間的一種次恆星，這意味著它們的質量小於恆星，但大於行星。褐矮星無法維持氫向氦中的融合，這一過程為來自正常恒星（如太陽）的光提供動力。

天文學家預測，這些超冷矮星應該容納大量附近，宜居的岩石行星，為探索各種大氣和氣候提供了很多機會。其中一個例子是擁有七顆行星，表面溫度極低的超冷紅矮星TRAPPIST-1系統，它是由同一團隊的成員2017年2月發現。

在建造了第一台SPECULOOS望遠鏡之後，以及在測試觀測期間，該小組將天秤座上的已知棕矮星2MASSW J1510478-281817（改名為2M1510）作為目標。 SPECULOOS的觀測到一個獨特的訊號，促使研究人員推測2M1510可能是兩顆棕矮星，彼此互相圍繞運行，而不是一顆單獨存在的恆星。

研究人員使用另外兩個功能更強大的望遠鏡，它們是夏威夷的十米凱克（Keck）望遠鏡和智利的八米甚大望遠鏡（Very Large Telescope）證實他們的假設。 甚大望遠鏡與用於觀測的SPECULOOS望遠鏡位於同一地點。 凱克望遠鏡和甚大望遠鏡有靈敏的光譜儀，可用於測量天體的速度。 在2M1510的情況下，天文學家在兩個棕色矮星相互繞行時檢測到它們的速度。

能够檢測到掩食棕矮雙星極為罕見，到目前為止僅發現了另一顆這類的雙星系統。 這些系統為天文學家提供了直接測量棕矮星半徑和質量的機會。 2M1510的特殊之處還在於，它是少數具有已知年齡的棕矮星之一，這是由於它是附近一群名為阿格斯移動群（Argus moving group）的年輕恆星的成員。

【圖：歐洲南方天文台；文：節譯自伯明翰大學2020年3月10日新聞公佈】研究全文刊登在2020年3月9日出版的《自然-天文學》期刊