发现数量突破性的褐矮星

棕矮星插图。 学分:NOIRLab

褐矮星是跨越恒星和行星之间界限的神秘物体,对于我们了解恒星和行星种群至关重要。 然而,在近三年的搜索中,只能在恒星周围拍摄到 40 颗褐矮星。 由开放大学和伯尔尼大学的研究人员领导的一个国际团队通过一种新的创新搜索方法直接拍摄了一颗非凡的四颗新褐矮星。

褐矮星是一种神秘的天体,它填补了最重的行星和最轻的恒星之间的空隙,具有恒星和行星的特征。 由于这种混合性质,这些令人费解的物体对于提高我们对恒星和巨行星的理解至关重要。 从足够远的地方绕母星运行的褐矮星特别有价值,因为它们可以直接拍照——不像那些太远的 close 他们的星星,因此被它的亮度所掩盖。 这为科学家们提供了一个独特的机会来研究褐矮星伴星的寒冷、类行星大气的细节。

然而,尽管在开发新的观测技术和图像处理技术方面做出了显着努力,但对褐矮星伴星的直接探测仍然相当稀少,在近 30 年的搜索中仅对大约 40 个系统进行了成像。 由开放大学的 Mariangela Bonavita 和来自空间与可居住性中心 (CSH) 和伯尔尼大学的 NCCR 行星的 Clémence Fontanive 领导的研究人员在刚刚发表于杂志《皇家天文学会月刊》。 这是第一次同时宣布多个新系统与褐矮星伴星在宽轨道分离。

创新的搜索方式

“宽轨道褐矮星伴星很少见,直接探测它们带来了巨大的技术挑战,因为主星完全使我们的望远镜失明,”玛丽安吉拉·博纳维塔说。 迄今为止进行的大多数调查都盲目地针对来自年轻星团的随机恒星。 “增加检测次数的另一种方法是仅观察显示其系统中存在其他物体迹象的恒星,”Clémence Fontanive 解释说。 为了 example,恒星在伴星的引力牵引下移动的方式可以作为伴星存在的指标,无论它是恒星、行星还是介于两者之间的东西。

“我们开发了 COPAINS 工具,它可以预测可能导致观测到的恒星运动异常的伴星类型,”Clémence Fontanive 继续说道。 应用 COPAINS 工具,研究小组根据欧洲航天局 (ESA) 盖亚航天器的数据,仔细选择了 25 颗附近的恒星,这些恒星似乎有望直接探测隐藏的低质量伴星。 随后,他们利用智利超大望远镜的 SPHERE 行星探测器观察这些恒星,成功地发现了十个新的伴星,其轨道范围从木星到冥王星之外,其中包括五颗低质量恒星、一颗白矮星(一颗致密的恒星残骸),以及引人注目的四颗新褐矮星。

检测率大幅提升

正如 Mariangela Bonavita 解释的那样:“这些发现显着增加了已知的从远距离绕恒星运行的褐矮星的数量,与以前的任何成像调查相比,探测率都大大提高了。” 虽然目前这种方法主要限于来自褐矮星和恒星伴星的特征,但盖亚任务的未来阶段将推动这些方法降低质量,并允许发现新的巨型系外行星。 Clémence Fontanive 补充说:“除了一次性获得这么多新发现之外,我们的计划还展示了这些搜索策略的力量。”

“这个结果之所以成为可能,是因为我们相信,当结合太空和地面设施直接成像系外行星时,整体大于部分之和。我们希望这将是一个新时代的开始。不同的仪器和检测方法,”Mariangela Bonavita 总结道。