科學(xué)家發(fā)現(xiàn)明亮恒星的隱藏同伴 _科學(xué)

藝術(shù)家對一顆圍繞明亮恒星運行的棕矮星的印象。來源：ESA、CC BY-SA 3.0 IGO或ESA標準許可證（內(nèi)容可在任一許可證下使用）
據(jù)歐洲航天局：拍攝靠近明亮恒星的微弱物體是非常困難的。然而，通過將歐空局蓋亞太空望遠鏡的數(shù)據(jù)與ESO地面重力儀的數(shù)據(jù)相結(jié)合，科學(xué)家們做到了這一點。他們拍攝了迄今為止看不見的八顆明亮恒星的暗淡同伴的第一張照片。這項技術(shù)開啟了捕捉靠近宿主恒星運行的行星圖像的誘人可能性。
你有沒有試過在明亮的街燈旁拍一只螢火蟲的照片？很可能你在快照中看到的只是燈柱上的眩光。這與天文學(xué)家追逐明亮恒星旁邊的微弱、小恒星或行星所面臨的問題相同。
為了解決這個問題，由歐洲南方天文臺（ESO）科學(xué)家托馬斯·溫特哈爾德領(lǐng)導(dǎo)的一個國際天文學(xué)家團隊開始搜索蓋亞制作的星表，該星表列出了數(shù)十萬顆疑似有伴星的恒星。
盡管伴星的亮度不足以被蓋亞直接看到，但它們的存在會導(dǎo)致亮度更高的主星路徑上的微小擺動，只有蓋亞才能測量到。
在蓋亞的恒星軌道目錄中，該團隊確定了八顆恒星將被位于智利帕拉納爾塞羅的ESO超大望遠鏡的先進近紅外干涉儀GRAVITY瞄準。GRAVITY將來自不同望遠鏡的紅外光結(jié)合起來，用一種稱為干涉測量的技術(shù)來捕捉微弱物體的微小細節(jié) 。這項研究發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上。
頭獎
由于GRAVITY獨特敏銳的眼睛，研究小組捕捉到了所有八個預(yù)測同伴的光信號，其中七個以前是未知的。其中三顆是非常小且微弱的恒星，而其他五顆是棕矮星。這些是介于行星和恒星之間的天體：質(zhì)量比最重的行星更大，但比最輕的恒星更輕、更暗。

歐空局蓋亞衛(wèi)星觀測銀河系的藝術(shù)家印象。天空的背景圖像是根據(jù)超過18億顆恒星的數(shù)據(jù)匯編而成的。它顯示了蓋亞在2020年12月作為蓋亞早期數(shù)據(jù)發(fā)布3（蓋亞EDR3）的一部分發(fā)布的觀測到的恒星的總亮度和顏色。來源：ESA、CC BY-SA 3.0 IGO或ESA標準許可證（內(nèi)容可在任一許可證下使用）
在這項研究中發(fā)現(xiàn)的一顆棕矮星圍繞其主星運行，與地球距離太陽的距離相同。這是第一次直接捕捉到離主星如此近的棕矮星。
托馬斯解釋道：“我們已經(jīng)證明，即使它的軌道離明亮的宿主很近，也有可能捕捉到微弱伴星的圖像。” 。“這一成就突顯了蓋亞和引力之間的顯著協(xié)同作用。只有蓋亞才能識別出恒星和‘隱藏’伴星所在的緊密系統(tǒng)，然后引力才能以前所未有的精度對更小、更暗的物體進行成像。”
在早期的一項研究中，天文學(xué)家使用蓋亞的數(shù)據(jù)和另一個地面天文臺拍攝了一顆巨型氣態(tài)系外行星的圖像。這顆行星圍繞其主星運行的距離約為地球與太陽距離的17倍，在這一新結(jié)果中，它在天空中的角度比引力成像的伴星的典型分離要寬得多。
根據(jù)蓋亞的觀測推斷出的小伙伴通常位于幾十毫角秒的微小分離角處，從100公里外看，這大約相當(dāng)于一枚歐元硬幣的大小。
托馬斯繼續(xù)說道：“在我們的觀察中，蓋亞的數(shù)據(jù)起到了一種路標的作用。” 。“我們用重力能看到的天空非常?。?所以我們需要知道去哪里看。蓋亞對恒星運動和位置的無與倫比的精確測量對于我們的儀器在天空中指向正確的方向至關(guān)重要。”
夢之隊
蓋亞和重力的互補性超出了使用蓋亞的數(shù)據(jù)來計劃后續(xù)觀測和實現(xiàn)探測的范圍。通過結(jié)合這兩個數(shù)據(jù)集，科學(xué)家們能夠分別“稱重”單個天體，并區(qū)分主星和相應(yīng)伴星的質(zhì)量。
GRAVITY還測量了伴星和主星在紅外波段的對比度。結(jié)合對質(zhì)量的估計，這些知識使研究小組能夠評估同伴的年齡。
令人驚訝的是，考慮到它們的大小和年齡，其中兩顆棕矮星的亮度比人們預(yù)期的要低。對此的一個可能的解釋是，矮星本身有一個更小的伴星。
尋找系外行星
在證明了蓋亞引力系綜的力量后，科學(xué)家們現(xiàn)在期待著追蹤蓋亞星表中列出的恒星的潛在行星伙伴。
歐空局蓋亞科學(xué)家Johannes Sahlmann表示：“梳理出近距離成對恒星在天空中微小運動的能力是蓋亞任務(wù)所獨有的。下一個目錄將作為第四次數(shù)據(jù)發(fā)布（DR4）的一部分提供，其中將包含更豐富的恒星集，可能有更小的伴星。” 。
“這一結(jié)果為我們在銀河系中尋找行星開辟了新的天地，并有望讓我們看到新的遙遠世界。”