天文學家,終於破譯:來自三體恆星系統的奇怪信號

銀河系裡有個奇怪的東西在向我們眨眼,一天有一兩次,現在,天文學家破譯了。該天體被稱為NGTS-7,在大多數望遠鏡看來,它看起來像一顆恆星。英國華威大學研究人員開始觀察是因為它似乎在發射耀斑,但經過更仔細的觀察,注意到星光每16.2小時短暫暗淡一次。當天文學家放大時,意識到實際上在星系中有兩顆大小相似的恆星,而且其中只有一顆會以這種方式短暫地變暗

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這表明在恆星表面或其上方有一些黑暗的東西在環繞。現在發表在《arXiv》上的研究論文中,天文學家們給出了一個解釋:一顆褐矮星正在繞著其中一顆恆星運行,它的軌道非常緊密,只需要16.2小時就能完成。法國馬賽天體物理實驗室的天文學家休·奧斯本(Hugh Osborn)說:令人印象深刻的是,參與研究的天文學家能夠解析這個系統發出的複雜信號,解開了褐矮星發出的混合光和這兩顆年輕小恆星最初來自哪裡的謎團。

為了實現這一目標,研究人員使用了與探測系外行星類似的技術:測量當褐矮星在主恆星和地球之間穿過時,光線是如何下降的。這種傾斜代表著“凌日”信號:一種短暫的日偏食,由一些太小的東西造成,即使通過大型望遠鏡也無法直接看到。

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檢測這個系統可能比較容易,由於這顆恆星非常小,而褐矮星相對較大,凌日信號實際上比(在夜空調查中發現的一顆典型系外行星)大10倍左右,但是一旦發現了過境信號,就必須弄清楚。

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這很棘手,因為褐矮星的凌日信號很奇怪,首先,它們會因為內部熱量和附近恆星熱量而發出微弱的光。典型的褐矮星溫度介於盧克溫水和營火之間,前者在我們看來是黑色的,後者會發出微弱的紅光。在(這個系統)的例子中,褐矮星被它所環繞的恆星加熱,這意味著該物體白天會發出熾熱的紅光。夜晚會更黑,但部分熱量會被風吸走,使其升溫。對天文學家來說,把所有這些不同的因素考慮進去,弄清楚你實際上在觀察什麼,是一項挑戰。

任何對褐矮星的發現都令人興奮,這些天體比科學家通常探測到的木星或大型系外行星要大幾十倍,但質量還不足以像恆星那樣通過核聚變發光。由於它們體型龐大,所以應該很容易在恆星前面發現經過的物體。但這種現象很罕見:在這樣的恆星前,只有不到20顆凌日恆星被發現,而在銀河系其他地方,只發現了大約1000顆。相比之下,天文學家已經發現了數千顆系外行星。因為這個原因,天文學家們說那裡有一種“褐矮星沙漠”,至少在可以清楚觀察到的空間區域。

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事實是,數量如此之少……一定是因為它們極其罕見,而不是因為我們錯過了它們。這顆行星尤其奇怪,即使對褐矮星來說也是如此,因為它離主星很近,它似乎是被星系中另一顆恆星的重力推入其緊密軌道。現在它和主恆星完全同步,兩個物體旋轉和環繞,使得行星的一邊總是面對著恆星的一邊,就好像它們是由一根弦連接起來,有趣的是,褐矮星軌道似乎‘旋轉’了恆星的軌道,衛星通常不會對它們的主星產生這種影響,科學家可以通過這種方式分辨出這兩個物體是同步的。

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因為該恆星表面的其他陰影,可能是太陽黑子,在某些觀測中似乎以相同的16.2小時週期共同旋轉。隨著時間推移,來自主恆星的磁力將使褐矮星軌道變慢,導致軌道收縮,凌日現象發生得更加頻繁。最終,在不遠的將來(至少從恆星的角度來看),褐矮星的軌道會完全坍縮,並落入它的主恆星。由此產生的煙花表演(想象一個溫暖的保齡球撞向一個巨大由超熱等離子體組成的水球)應該是壯觀的,對於當時還活著的天文學家來說。

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