天文學家發現互相繞行只需20.5小時的密近雙星系統


來自台灣的美國華裔天文學家許智鈞博士發現一對超冷矮星,兩星互相繞行一圈只需20.5小時,意味著它們的一年還不到一個地球日,因此特別引人注目。

我們無法用肉眼看到超冷矮星,但它們是銀河系中數量最多的恆星。它們的質量很低,只能發射紅外光,因此需要紅外線望遠鏡才能看到它們。理論顯示,如此接近的恆星應該存在,但這是首次觀測到如此極端距離的雙星。在此之前,天文學家只知道三對短週期超冷雙星。

由美國西北大學天體物理學家許智鈞博士後硏究員領導的研究團隊,在西雅圖舉行的美國天文學會第241屆會議上展示他們的發現,該系統命名為LP 413-53AB。

研究小組使用許智鈞博士編寫的一種算法來整理數據,這種算法基於恆星的光譜數據來建立模型。但在這些早期的觀測圖像中,恆星恰好是對齊,以致於看起來像一顆恆星。這種情況發生的機率對於像這樣緊密的雙星對(binary pair)來說是很高的,由於這些數據很奇怪,所以他們用凱克天文台(W.M. Keck Observatory)更近距離觀察了這顆恆星。觀測結果發現,光曲線變化得如此之快,肯定有兩顆恆星。最終,他們意識到找到有史以來最接近的雙星對。

這對恆星比木星和木衛四距離更近,也比紅矮星TRAPPIST-1與它最近的系外行星TRAPPIST-1b更近。這些恆星比天文學家所知的其它三個類似的密近雙星系統要古老得多,這三個系統相對年輕,只有四千萬年,但LP 413-53AB和太陽一樣則有數十億年的歷史。

研究人員認為LP 413-53AB 演化的兩種可能情況:恆星可能在更寬的軌道上開始成對運行,然後隨著時間的過去變得更近。另一種可能性是最初時是一個三合星系統,重力的相互作用可能同時將一顆恆星彈出並將其餘兩顆恆星拉入更緊密的軌道。對這個獨特系統的更多觀測可能有助於回答這個問題。

【圖:聖地牙哥加州大學Adam Burgasser;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2023年1月17日出版的 arXiv 論文預印本網站;標題是:Discovery of the shortest-period ultracool dwarf binary

LP = Luyten-Palomar Survey = 魯坦-帕洛瑪巡天星表
TRAPPIST = TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope = 凌日系外行星及原行星小望遠鏡星表

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