比三体还多一个！“四体”系统被我国天文学家找到了

在距离地球82光年的宇宙深处，天文学家捕捉到一个神奇的“星际芭蕾”——两对天体像跳双人舞般相互环绕：一对年轻的红矮星与一对温度极低的褐矮星组成了罕见的四星天体系统。这项由南京大学领衔的发现，为研究恒星与行星之间的神秘天体打开新窗口，日前相关成果已发表在《皇家天文学会月刊》上。

这个四星系统的结构十分独特，由两组双星组成，属于分层四重系统，是目前所知最稳定的四星系统构型之一。其中，第一对双星由两颗M型红矮星构成，质量都约为太阳的17% ，表面温度在2900℃左右，年龄在3亿到20亿年之间，亮度很低，比北极星暗10万倍。

另一对双星则是由一对神秘的T型褐矮星组成。褐矮星被称为“失败的恒星”，质量介于恒星和行星之间，不足以维持氢聚变反应。两颗褐矮星温度极低，分别约为550℃和420℃ ，主要发出近红外光，几乎不发射可见光。每一对双星内部的轨道周期约为几十年，而这两对双星围绕共同质心公转的周期则超过10万年。

南京大学天文与空间科学学院副教授张曾华说：“在我们人的有限的生命里面，我们是看不到它们相互的绕转的，但我们能看到的是什么，它们这两个星星在天上共同往一个方向在移动，我们看到它们的角速度是一样的，也就是说由这个可以证明，它们就是一个双星系统。”

西班牙加泰罗尼亚理工大学Roberto Raddi博士说：“这是迄今为止发现的第一个，由一对 T 型褐矮星围绕一对恒星运行的四星系统，这一发现为研究这些神秘天体，提供了一个独特的宇宙实验室。”

我们知道“三体问题”因科幻作品被广泛关注，其核心是三颗天体运动的混沌性和不可预测性。而这次发现的“四体系统”是“两级双星”结构，这种层级性让它的运动规律更稳定，与三体理论有着本质的区别。

张曾华说：“在多星系统中，各星体之间它们的引力作用非常复杂，如果距离过近，就容易导致轨道扰动甚至造成系统的崩解，而我们现在发现的这个四星系统是分层的四星系统，内部各自有一对双星系统在相互绕转，这两对双星的距离大概是1600多个天文单位，1个天文单位距离就是我们现在地球到太阳的平均距离，因此这两对双星系统可以长期稳定地运行，可以存在几十亿年甚至更久。”

据了解，褐矮星的质量通常在13倍到80倍木星质量之间 ，由于其内部无法持续进行氢核聚变反应，自形成后就会不断冷却，亮度、温度、颜色和光谱等特征也随之持续变化，这就导致科学家在观测时，难以确定其年龄和质量。

张曾华说：“这次发现的系统就非常关键，有了红矮星伴星可以作为‘参照物’，褐矮星相当于有了‘出生证’，我们可以通过红矮星的年龄直接 得出褐矮星的年龄。”

研究团队表示，未来计划通过更高分辨率的天文成像手段，分辨出系统中的两颗褐矮星，若能成功观测到它们的实际轨道运动，就能借助天体动力学分析计算出真实质量。一旦质量和年龄这两个关键物理量被精确测定，该系统将可作为校准褐矮星演化模型的基准系统，不仅有助于验证褐矮星冷却模型的准确性，还能改进低温大气模型的构建，推动整个亚恒星领域的研究取得重大进展。

记者 | 江苏广电总台荔枝新闻中心
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通讯员 | 郭安康
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李国政