天文学家直接确认了四颗此前隐藏在白矮星附近的伴星系统。每个系统都在距地球65光年以内,其中一个包含已知距太阳第九近的白矮星。

这些发现由华威大学和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员完成。他们的研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上。

每颗白矮星都围绕一颗红矮星运行。由于红矮星看起来更大更亮,这些系统在可见光下看起来只包含一颗恒星。新的观测揭示,所有四颗邻近的红矮星都隐藏着白矮星伴星。

第一作者、华威大学研究员Mairi O'Brien博士说:“附近孤立的白矮星通常很容易找到,但我们无法在可见光波段直接看到这四颗恒星,因为它们的红矮星伴星淹没了它们的光。这提醒我们,即使在我们自己的宇宙后院,如果我们以正确的方式、在正确的波长下观察,仍然可以发现惊喜。”

天文学家花了数十年仔细编录太阳附近的恒星,但像这样的系统中的白矮星仍然难以探测。这四个系统之所以引起注意,是因为它们的可见恒星显示出明显的径向摆动。这种运动发生在恒星因一个看不见的大质量天体绕其运行而轻微向地球靠近和远离时。摆动表明每颗红矮星都有一个隐藏的伴星。

研究人员利用哈勃太空望远镜的紫外光谱数据更详细地检查了这四个系统。白矮星在紫外光下通常更容易识别。然而,红矮星会产生强大的耀斑,模仿白矮星的紫外信号,使确认更加困难。为了将真实信号与恒星耀斑的影响分开,团队开发了专门的校准方法。这一分析正式确认了所有四个系统都包含白矮星。

其中一个系统G 203-47尤其令人费解。尽管它距离地球仅25光年,天文学家在首次探测到其径向摆动27年后才识别出隐藏的白矮星。该天体现在被认为是距太阳第九近的白矮星。

G 203-47的行为也与类似的双星系统不同。它的红矮星需要超过100天才能完成一次自转,尽管它每14.9天绕白矮星一周。在正常情况下,两颗近距离轨道恒星之间的引力相互作用会通过潮汐锁定使它们的运动同步。月球和地球提供了一个熟悉的例子,因为月球的同一面始终面向地球。然而,在G 203-47中,红矮星自转太慢,无法与其轨道同步。

合著者、科罗拉多大学博尔德分校研究员David Wilson博士说:“有趣的是,如果G 203-47以与类似系统相同的方式形成,它不应该自转得这么慢。这表明这些双星有着非常不同的演化历史。有些早期经历了剧烈、持久的相互作用,使它们潮汐锁定。其他的,如G 203-47,经历了更温和、更短暂的相遇,使它们处于这种不寻常的状态。”

G 203-47不寻常的自转表明,并非所有白矮星和红矮星对都通过相同的过程演化。有些系统可能在其历史早期经历了漫长而强烈的相互作用,导致恒星潮汐锁定。其他系统可能相互作用时间较短且力度较小,使它们的自转不同步。

这四个发现还使天文学家能够修正20秒差距(65光年)内白矮星的普查。先前的种群模型预测,大约有4到5个近距离轨道白矮星系统,但实际发现的数量表明模型可能需要调整。