发现4对「不可能存在」密近双星 最快互绕仅2.5小时

国际中心综合报导

一组Wide Field Camera (WFCAM) Transit Survey研究团队天文学家Bas Nefs等人,利用位在夏威夷的3.8米英国红外望远镜(UKIRT)发现4对轨道周期极短的密近双星,每对双星的子星们互绕的轨道周期不满4小时,天文学家们之前一直认为这样的密近双星是不可能存在的,但这个新发现显然打破了先前的想法。

银河系中约有半数左右的恒星属于两颗恒星会互相环绕的双星系统,而不是像太阳这样的单星。双星系统里的成员们是一起诞生的,且相距不远而受到彼此重力吸引,因而从诞生之后便开始互绕的命运。天文学家先前认为,如果双星系统里的两颗子星靠得太近时,会很快地合而为一,形成一颗更大的恒星。过去30年间,许多观测结果都支持这个理论,因为他们从未发现过轨道周期短于5小时的双星系统。

虽然红矮星是银河系中最普遍的恒星,但因在可见光波段里不甚明亮,因此从未被一般巡天计划当作主要探寻对象。但WFCAM的Transit Survey研究团队专门搜寻红矮星双星系统,其子星多为质量仅及太阳的数十分之一、光度仅为太阳千分之一的低质量恒星。UKIRT过去5年内固定以广角相机(Wide-Field Camera,WFC)监测数十万颗恒星在红外波段的亮度变化,其中包含多达数千颗的红矮星。当时这个低温恒星的巡天计划,主要目的是想透过凌日法研究系外行星和低温恒星的性质

强烈的磁场活动像是煞车,减缓双星靠近动作

这个巡天计划却带来意外的惊喜,他们发现4对红矮星双星,其轨道周期明显短于5小时这个「双星公转周期最小极限」;其中一对由两颗光谱型为M4的红矮星组成的双星,轨道周期甚至只有2.5小时左右。如果按照先前的理论,这些双星应该是不可能存在的。

既然在恒星形成早期,恒星的体积会逐渐缩减,那么这类紧密双星的存在,意味着它们的轨道也应该会在诞生后随时间而缩减,不然早该撞在一起、合并成一颗星了。但是,天文学家们并不清楚它们的轨道何以能缩减得这么多?

其中一个可能的答案,就是低温恒星组成的双星系统其实远比先前认为的还活跃。当它们一边互绕、一边互相接近时,子星间的磁力线彼此纠缠扭曲,透过恒星风而产生许多闪焰爆发或星斑等活动。强烈的磁场活动像是煞车一般,让双星间彼此靠近的动作慢了下来,不致于很快地就合并成一颗更大的恒星。

这些天文学家们希望透过这样的红矮星双星研究,能更进一步了解红矮星的活动与磁场等性质,以及它们在银河系中存在的环境。(文/引用自台北天文馆网路天文馆网站)

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