科学家发现明亮恒星的隐藏同伴

五毒男孩又

艺术家对一颗围绕明亮恒星运行的棕矮星的印象。来源：ESA、CC BY-SA 3.0 IGO或ESA标准许可证（内容可在任一许可证下使用）

据欧洲航天局：拍摄靠近明亮恒星的微弱物体是非常困难的。然而，通过将欧空局盖亚太空望远镜的数据与ESO地面重力仪的数据相结合，科学家们做到了这一点。他们拍摄了迄今为止看不见的八颗明亮恒星的暗淡同伴的第一张照片。这项技术开启了捕捉靠近宿主恒星运行的行星图像的诱人可能性。

你有没有试过在明亮的街灯旁拍一只萤火虫的照片？很可能你在快照中看到的只是灯柱上的眩光。这与天文学家追逐明亮恒星旁边的微弱、小恒星或行星所面临的问题相同。

为了解决这个问题，由欧洲南方天文台（ESO）科学家托马斯·温特哈尔德领导的一个国际天文学家团队开始搜索盖亚制作的星表，该星表列出了数十万颗疑似有伴星的恒星。

尽管伴星的亮度不足以被盖亚直接看到，但它们的存在会导致亮度更高的主星路径上的微小摆动，只有盖亚才能测量到。

在盖亚的恒星轨道目录中，该团队确定了八颗恒星将被位于智利帕拉纳尔塞罗的ESO超大望远镜的先进近红外干涉仪GRAVITY瞄准。GRAVITY将来自不同望远镜的红外光结合起来，用一种称为干涉测量的技术来捕捉微弱物体的微小细节。这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

头奖

由于GRAVITY独特敏锐的眼睛，研究小组捕捉到了所有八个预测同伴的光信号，其中七个以前是未知的。其中三颗是非常小且微弱的恒星，而其他五颗是棕矮星。这些是介于行星和恒星之间的天体：质量比最重的行星更大，但比最轻的恒星更轻、更暗。



欧空局盖亚卫星观测银河系的艺术家印象。天空的背景图像是根据超过18亿颗恒星的数据汇编而成的。它显示了盖亚在2020年12月作为盖亚早期数据发布3（盖亚EDR3）的一部分发布的观测到的恒星的总亮度和颜色。来源：ESA、CC BY-SA 3.0 IGO或ESA标准许可证（内容可在任一许可证下使用）

在这项研究中发现的一颗棕矮星围绕其主星运行，与地球距离太阳的距离相同。这是第一次直接捕捉到离主星如此近的棕矮星。

托马斯解释道：“我们已经证明，即使它的轨道离明亮的宿主很近，也有可能捕捉到微弱伴星的图像。”。“这一成就突显了盖亚和引力之间的显著协同作用。只有盖亚才能识别出恒星和‘隐藏’伴星所在的紧密系统，然后引力才能以前所未有的精度对更小、更暗的物体进行成像。”

在早期的一项研究中，天文学家使用盖亚的数据和另一个地面天文台拍摄了一颗巨型气态系外行星的图像。这颗行星围绕其主星运行的距离约为地球与太阳距离的17倍，在这一新结果中，它在天空中的角度比引力成像的伴星的典型分离要宽得多。

根据盖亚的观测推断出的小伙伴通常位于几十毫角秒的微小分离角处，从100公里外看，这大约相当于一枚欧元硬币的大小。

托马斯继续说道：“在我们的观察中，盖亚的数据起到了一种路标的作用。”。“我们用重力能看到的天空非常小，所以我们需要知道去哪里看。盖亚对恒星运动和位置的无与伦比的精确测量对于我们的仪器在天空中指向正确的方向至关重要。”

梦之队

盖亚和重力的互补性超出了使用盖亚的数据来计划后续观测和实现探测的范围。通过结合这两个数据集，科学家们能够分别“称重”单个天体，并区分主星和相应伴星的质量。

GRAVITY还测量了伴星和主星在红外波段的对比度。结合对质量的估计，这些知识使研究小组能够评估同伴的年龄。

令人惊讶的是，考虑到它们的大小和年龄，其中两颗棕矮星的亮度比人们预期的要低。对此的一个可能的解释是，矮星本身有一个更小的伴星。

寻找系外行星

在证明了盖亚引力系综的力量后，科学家们现在期待着追踪盖亚星表中列出的恒星的潜在行星伙伴。

欧空局盖亚科学家Johannes Sahlmann表示：“梳理出近距离成对恒星在天空中微小运动的能力是盖亚任务所独有的。下一个目录将作为第四次数据发布（DR4）的一部分提供，其中将包含更丰富的恒星集，可能有更小的伴星。”。

“这一结果为我们在银河系中寻找行星开辟了新的天地，并有望让我们看到新的遥远世界。”