智利双子座望远镜捕捉罕见遮蔽事件:巨大云团中发现蒸发金属风

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位于智利帕乔恩山的南半球双子座望远镜观测到一次持续近九个月的恒星遮蔽事件,并在遮蔽物质中探测到强劲的蒸发金属风。研究人员表示,这一罕见现象为理解行星系统在形成之后仍可能经历的动态演化过程提供了观测窗口。

2024年9月,距离地球约3000光年的恒星J0705+0612突然变暗,亮度较平时降低约40倍,并一直持续到2025年5月。由于J0705+0612与太阳相似,其光度的剧烈变化引起约翰斯·霍普金斯大学天体物理学教授纳迪娅·扎卡姆斯卡(Nadia Zakamska)的关注。她表示,类似太阳的恒星出现如此显著的暗淡事件“极为罕见”。

为追踪这一长期事件,扎卡姆斯卡团队启动多台望远镜联合观测,包括南半球双子座望远镜、阿帕奇点天文台3.5米望远镜以及6.5米马哲兰望远镜。相关成果已发表在《天文学杂志》的一篇论文中。

研究团队将观测数据与J0705+0612的档案资料结合后判断,恒星被一片庞大且缓慢移动的气体与尘埃云暂时遮蔽。估算显示,该云团距离宿主恒星约20亿公里(12亿英里),直径约2亿公里(1.2亿英里)。

数据还显示,这片云团受引力束缚于一个次级天体,并随该天体在行星系统外缘绕恒星运行。该次级天体的性质尚未确定,但研究人员指出,其质量必须足以维持云团结构完整;观测对其质量的限制为至少达到木星的几倍,且可能更大。可能的解释包括行星、棕矮星或极低质量恒星。

研究人员进一步指出,若该次级天体为恒星,则遮蔽物质可归类为环绕双星系统中较低质量成员的盘;若为行星,则属于环绕行星盘。无论哪种情形,直接观测到恒星被次级天体周围盘结构遮蔽的案例都十分少见。

为分析云团成分,团队使用南半球双子座望远镜的双子座高分辨率光学光谱仪(GHOST)。2025年3月,GHOST对遮蔽事件进行了超过两小时的观测,将恒星光分解为光谱,从而识别穿过遮蔽物质的化学元素。

GHOST数据显示,云团中存在多种金属元素(即比氦更重的元素)。研究团队表示,更关键的是,高分辨率光谱使其能够直接测量气体的三维运动,并据此识别出盘内的动态环境,观测到包含铁和钙在内的气态金属风。研究人员称,这是天文学家首次测量环绕次级天体(如行星或低质量恒星)盘内气体的内部运动。

美国国家科学基金会NOIRLab项目主任克里斯·戴维斯(Chris Davis)在相关表述中指出,这项研究展示了GHOST的观测能力,并凸显双子座望远镜对瞬态事件的快速响应优势。

研究团队对风速与方向的测量表明,云团相对于宿主恒星处于运动状态;结合遮蔽持续时间,进一步支持遮蔽物质为环绕次级天体的盘结构,且其轨道位于宿主恒星系统外围。

研究还提到,J0705+0612存在红外过剩,这一特征通常与年轻恒星周围的盘相关。但J0705+0612的年龄超过20亿年,意味着该盘不太可能是系统早期行星形成阶段遗留的碎片。扎卡姆斯卡提出一种可能性:该盘或源自行星系统外缘两颗行星发生碰撞后抛射出的尘埃、岩石与碎片,进而形成如今遮蔽恒星的巨大云团。

研究人员表示,此次观测为理解成熟恒星系统中盘结构的形成与长期演化提供了线索,并显示新一代高分辨率光谱观测可揭示遥远恒星系统中此前难以捕捉的过程。


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