距我們僅 120 光年的一組天體是一個真正令人目瞪口呆、獨一無二的系統。
它由兩顆棕矮星組成,被鎖定在一種稱為食雙星的結構中,一顆較小的系外行星在其自身軌道上圍繞著它們。該系統的特別之處在於,這顆系外行星在一個垂直的平面上圍繞褐矮星的兩極運行。
這是第一次在任何雙星系統的極地軌道上發現系外行星,更不用說一對食褐矮星了。該系統名為 2M1510,是迄今為止發現的第二顆食褐矮星雙星系統。
“一顆行星不僅圍繞雙星運行,而且圍繞雙星褐矮星運行,並且位於極地軌道上,這是相當令人難以置信和令人興奮的,”天文學家阿莫里·特里奧德說英國伯明翰大學的教授。
褐矮星是奇怪的小東西(“小”是相對的)。它們佔據了恆星和行星之間奇怪的中間質量狀態。它們的質量下限約為 13木星,足夠重以啟動核心聚變,但不足以進行我們在全恆星核心中看到的氫聚變。
相反,它們融合氘或重氫。這是一種氫同位素,帶有一個質子和一個中子,而不僅僅是一個質子;因此它比普通氫重,並且需要更少的熱量和壓力來聚變。
對於嬰兒恆星來說,氘聚變只是它們不斷積累質量的旅程中的一步;褐矮星與恆星的形成方式相同,但在它們獲得足夠的質量進行氫聚變之前停止生長。因此,它們有時被稱為“失敗”的恆星,但將它們視為恆星光譜的一端可能更準確。
褐矮星提供了我們可能無法從恆星或行星獲得的關於恆星和行星形成的見解……這就是這一新發現如此令人著迷的部分原因。
實際上,這一發現是以一種非常規的方式做出的。
由伯明翰大學天文學家托馬斯·貝克羅夫特領導的一個團隊在仔細分析褐矮星雙星發出的光以表徵這兩個物體的物理和軌道特性時,發現了一些奇怪的東西。恆星的運動不能完全用它們圍繞彼此的軌道來解釋。
現在,星星並不固定在太空中。即使是小得多的天體也會對它們產生引力影響。因此,一顆具有繞軌道運行的系外行星的恆星會受到引力的牽引,只是一點點,導致它在現場稍微“擺動”,從而微小地改變其光的波長。
包括特里奧德在內的天文學家已經取得了長足的進步在過去的幾年裡,他們通過仔細尋找恆星軌道中的這些擺動來探測多星系統中的行星——因此,當 2M1510 的光線中出現一點小故障時,他們就準備好找到答案。
對該系統的仔細研究發現,第三顆褐矮星距離更遠——距離太遠,不可能成為 2M1510 擺動的源頭。該團隊進行了一些建模,並找到了令人驚訝的答案。
“我們審查了所有可能的情況,唯一與數據一致的是一顆行星是否位於該雙星的極軌道上,”貝克羅夫特說。
根據他們的測量,這兩顆褐矮星——2M1510 A 和 2M1510 B——各自的質量約為 35 倍。。它們的軌道相對較近,週期僅為20.9天。食雙星意味著從地球的角度來看,它們在軌道上從彼此前面經過。
第三顆褐矮星 2M1510 C 的距離要遠得多,約為地球與太陽之間距離的 250 倍,週期約為 11,000 年。
這顆名為 2M1510 (AB) b 的系外行星的屬性有點難以確定,因此目前還很模糊。軌道周期的範圍在 100 到幾千天之間,質量的範圍在 10 到 1,000 個地球質量之間,最有可能的範圍在數百個地球質量之間(木星大約是第318章 地球質量)。
研究小組計劃進行更詳細的後續觀察,以縮小這個相當大的不確定性,並弄清楚2M1510到底發生了什麼。但是,即使用模糊的術語來說,這一發現也是非常令人興奮的。
“這一發現是偶然的,因為我們的觀察並不是為了尋找這樣的行星或軌道結構而收集的。因此,這是一個很大的驚喜,”特里奧德 說。 “總的來說,我認為這向我們天文學家以及廣大公眾展示了我們所居住的迷人宇宙中的可能性。”
該研究發表於科學進步。









