■记者 袁一雪

南京年夜学研究团队与国际互助者于82光年外的唧筒座天区发明了一个极为稀有的两级四星体系，这是彼此环抱的一对于超冷褐矮星与一对于年青红矮星。相干研究结果8月19日发表在英国《皇家天文学会月刊》。

这个名为UPM J1040-3551体系的发明，象征着天文学家对于这些难以捉摸的天体，以和太阳临近恒星体系的多样化形成通道有了进一步的理解。

UPM J1040-3551四星体系艺术观点图。图片来历：钟嘉欣、张曾经华

一个怪异的恒星体系

南京年夜学天文与空间科学学院副传授张曾经华领导国际团队，使用欧洲空间局“盖亚”（Gaia）天体丈量卫星及美国国度航空航天局广域红外线巡天探测器（WISE）的不雅测数据，发明该体系天体具备不异的角速率，并进一步开展了周全的光谱不雅测及阐发，辨认出这个两级四星体系，将其定名为UPM J1040-3551 AabBab。此中，Aab指的是亮星对于Aa及Ab，Bab指的是暗星对于Ba及Bb。

“此次发明的两级四星体系是两对于天体各自以几十年的周期彼此环抱。这两对于天体也绕着一个配合的质心公转，周期跨越10万年。”张曾经华告诉《中国科学报》，“此次发明尤其使人欣喜的是层级性，这是多星体系持久不变运行的保障。”

这两对于天体之间的间隔到达1656个天文单元（AU，1AU为1.5亿公里）。两对于天体中的亮星对于UPM J1040-3551 Aab由两颗质量相近的红矮星构成，目视星等为14.6，于可见光波段的亮度约莫是北极星的10万分之一；暗星对于UPM J1040-3551 Bab由两颗温度低患上多的褐矮星构成，险些不发出可见光，Bab于近红外波段的亮度约莫是Aab对于的1/1000。假如要用肉眼不雅察这对于恒星，需要将它们移至间隔地球仅1.5光年的位置。

据张曾经华先容，亮星对于最初因于Gaia屡次不雅测中出现光心的摆动而被思疑是一对于密近双星，并经由过程异样亮度获得证明——比同间隔、同温度的单恒星亮约0.7星等，这是由于这对于险些等质量的双星孕育发生了双倍的归并光度。一样，暗星对于被确认是一对于密近双褐矮星，由于其绝对于星等比同光谱型的平凡单褐矮星较着更亮。近红外光谱拟合阐发也强有力地撑持了这一结论，即双星模板比单星模板拟合的更好。

神秘的超寒天体

于这次研究中，巴西国度天体物理试验室的Felipe Navarete举行了要害的光谱不雅测，使患上团队可以具体研究并描画该体系的天体。使用美国国度光学红外天文研究试验室设置于智利的南边天体物理研究千里镜（SOAR），Navarete得到了亮星对于的光学光谱，同时还有使用SOAR不雅测了暗星对于的近红外光谱。

Navarete指出：“因为褐矮星昏暗，这些不雅测具备挑战性，但SOAR的强盛不雅测能力使咱们可以或许获取相识这些天体性子所需的要害光谱数据。”

研究注解，亮星对于的两颗恒星均为M型红矮星，温度约为3200开尔文，质量为太阳质量的17%。暗星对于包罗了越发奇异的天体，即温度别离为820开尔文及690开尔文的两颗褐矮星。“褐矮星是体积小、密度高的低质量天体，该体系中的褐矮星巨细与木星相似，质量倒是木星的10到30倍。事实上，于这个规模的低质量端，这些天体可以被视为‘行星质量’天体。”张曾经华注释说。

“这是迄今发明的第一个由一对于T型褐矮星缭绕一对于恒星运行的四星体系。”论文作者之1、西班牙天体生物学中央的Maria-Cruz Gálvez-Ortiz指出，“这一发明为研究这些神秘天体提供了一个怪异的宇宙试验室。”

解决春秋-质量简并问题

褐矮星的质量介在恒星及行星之间——质量过年夜而不克不及被视为行星，但又能像恒星那样维持氢聚变。与恒星差别，褐矮星形成后就最先连续冷却，这会转变温度、光度及光谱特性等可不雅测的性子。

这类连续的变化历程给褐矮星研究带来了一个底子性的挑战，即“春秋-质量简并问题”。一颗具备特定温度的伶仃褐矮星，既多是更年青、质量更小的天体，也多是更古老、质量更年夜的天体。假如没有分外信息，天文学家没法区别这两种可能性。

“拥有宽距恒星伴星的褐矮星，春秋可以经由过程其伴星自力限制。它作为春秋基准，于打破春秋-质量简并方面具备名贵价值。”论文作者之1、英国赫特福德郡年夜学的Hugh Jones注释说，“是以，这次发明的UPMJ1040-3551两级四星体系特别名贵，由于来自亮星对于的H-alpha发射线注解该体系相对于年青，于3亿到20亿年之间。”

将来，研究团队将经由过程高分辩率成像技能分辩暗星对于，从而切确丈量其运动轨道及动力学质量。

“该体系为褐矮星科学研究带来了两重益处。”论文作者之1、美国加州年夜学圣迭戈分校的Adam Burgasser说，“假如咱们可以或许分辩褐矮星双星并追踪轨道，那末它既可以作为校准低温年夜气模子的春秋基准，又可以作为查验演化模子的质量基准。”

相干论文信息：

https://doi.org/10.1093/mnras/staf895

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