星空有约丨“套娃”四星系统破解褐矮星年龄之谜

  新华社南京8月19日电（记者陈席元）记者8月19日从南京大学获悉，该校牵头的国际团队在距地球82光年的唧筒座天区发现一个由一对红矮星和一对褐矮星组成的“套娃”四星系统，为解开褐矮星年龄测算难题提供了难得的样本。研究成果19日发表于英国天体物理学期刊《皇家天文学会月刊》。

  据论文通讯作者、南京大学天文与空间科学学院副教授张曾华介绍，这个四星系统内部的两对双星相距1656个天文单位，彼此环绕的周期超过10万年。其中，两颗红矮星偏亮，表面温度约2900摄氏度，两星质量均不到太阳的五分之一；另一对则是罕见的褐矮星，表面温度仅有550摄氏度和420摄氏度。

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  新发现的四星系统艺术想象图。图片背景为银河系，图片偏左的橙色亮点及放大图是两颗相互环绕的红矮星；图片右侧是一对以数十年为周期相互环绕的褐矮星。两对双星以超过10万年的周期相互运行。（钟嘉欣、张曾华供图）

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  “相比之下，火柴燃烧时的温度都有600摄氏度至700摄氏度。”张曾华告诉记者，褐矮星属于“亚恒星”，它们介于“最大的行星”与“最小的恒星”之间，内部虽然能够发生核聚变反应，但无法持续。

  褐矮星这一特性给天文学者出了难题——由于缺少稳定热源，褐矮星自形成起就开始冷却，温度、光度、颜色、光谱等特征不断变化，导致难以测算其真实年龄和质量。

  “此次发现的四星系统，为我们测算褐矮星年龄提供了宝贵样本。”论文合作者、英国赫特福德郡大学教授休·琼斯说。

  张曾华解释道，多星系统通常是从同一团气体云中诞生的“多胞胎兄弟”，它们年龄相同。通过测算两颗红矮星光谱中氢发射线的强度，研究人员得出，这个四星系统的年龄在3亿年到20亿年之间，从而间接破解了两颗褐矮星的年龄之谜。

  “未来，在分辨率更高的成像技术支持下，我们能更加精确地观测这对褐矮星的轨道运动，测算出它们的质量，揭示褐矮星年龄与质量之间的内在规律。”张曾华说。

  研究团队认为，此次发现的褐矮星双星有望成为校正褐矮星演化模型的基准参考系，对研究“亚恒星”天体具有重要意义。

  策划：孙闻

  记者：陈席元

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