盖亚太空望远镜帮助天文学家拍摄明亮恒星周围隐藏物体的图像

盖亚太空望远镜发现了八颗明亮恒星的暗淡伴星，这表明我们可以期待对遥远行星的新一瞥。

科学家们直接对盖亚数据目录中伴随着非常明亮恒星的八个暗淡物体进行了成像，其中包括所谓的“失败恒星”，也称为褐矮星。 

这些恒星及其伴星最初是从盖亚星表中的数百万颗恒星中识别出来的。它们被认为是使用地基重力仪器进行后续调查的理想选择，重力仪器是一种先进的近红外干涉仪，位于智利帕拉纳尔山峰的甚大望远镜（VLT）上。 通过结合来自多个望远镜的红外光（称为干涉测量的过程），GRAVITY 已经实现了对太阳系外行星或“系外行星”的首次直接观测。

继盖亚观测之后，重力直接发现了来自八颗明亮恒星周围伴星的光信号，其中七颗是理论上的物体，迄今为止尚未被发现。

其中三个伴星是小而暗的恒星，另外五个是褐矮星。后者的形成类似于恒星，并且比气态巨行星具有更大的质量，但没有足够的质量来像主序恒星那样触发其核心中的氢与氦的聚变。这就是他们“失败明星”绰号的由来。

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《引力》发现的一颗褐矮星绕其母星运行，其距离大约等于地球与太阳之间的距离。这标志着第一次直接看到这些失败的恒星离其主恒星如此之近。研究小组负责人、欧洲南方天文台（ESO）科学家托马斯·温特哈尔德（Thomas Winterhalder）在一份声明中表示：“我们已经证明，即使它的轨道非常接近其明亮的宿主，也可以捕获微弱伴星的图像。” “这一成就凸显了盖亚和重力之间的显着协同作用。只有盖亚才能识别出拥有恒星和‘隐藏’伴星的如此紧密的系统，然后重力才能以前所未有的精度对更小、更暗的物体进行成像。”

灯塔上的萤火虫

直接观察昏暗的物体，如小而暗的恒星或明亮恒星周围的褐矮星，绝非易事。事实上，发现它们的光信号就像看到萤火虫坐在闪亮的灯塔上发出的光一样。可以理解的是，任何对萤火虫的光进行成像的尝试都会被灯塔更亮的光冲走，对于明亮的星星及其暗淡的伴星来说也是如此。

虽然盖亚无法直接发现这些恒星的暗淡伴星，但太空望远镜能够推断出它们的存在。这是因为，当一颗褐矮星或一般的小恒星绕着一颗更大、更亮的恒星运行时，它的引力会拉动母星，从而导致更大、更亮的恒星的运动发生“摆动”。

当那颗恒星“摆动”远离地球（和盖亚）时，光的波长会拉伸，将其移向电磁波谱的红端。相反，当它向地球摆动时，光的波长会缩短，从而将光移向电磁波谱的蓝色端。 

这种红移和蓝移效应类似于多普勒频移，即影响地球上声波的现象。例如，当一辆救护车鸣着警笛向您驶来时，声波被压缩，警报音调更高，类似于蓝移。当救护车经过你时，声音的波长会拉长，警报声也很低沉，就像恒星远离时发出的光的红移一样。

这种红移和蓝移效应很小，但盖亚足够敏感，可以发现它。盖亚样本中这些恒星的小伴星与它们明亮的恒星母体的分离角很小，只有几十毫角秒，从大约 62 英里（100 公里）远的距离观察，这大约相当于 25 美分硬币的大小。

“根据我们的观察，盖亚数据充当了一种路标，”托马斯解释道。 “我们可以通过重力看到的天空部分非常小，所以我们需要知道往哪里看。盖亚对恒星运动和位置的无与伦比的精确测量对于将我们的仪器指向天空中的正确方向至关重要。 ”

盖亚和重力的合作帮助团队超越了仅仅检测这些同伴。这两个数据集还使团队能够区分恒星的质量和伴星的质量。 此外，测量恒星及其伴星发出的光波长的差异，并将这些信息与上述质量估计相结合，使研究小组能够推断出伴星的年龄。

这表明，在观测到的年龄和质量下，褐矮星的亮度低于预期，这意味着这些天体本身可能被另一个更小、更暗的伴星围绕，甚至可能是难以捉摸的系外卫星。

盖亚重力标签团队的力量意味着科学家很快就能使用这两种仪器对明亮恒星周围较小的伴星（即系外行星）进行成像。

“梳理出天空中邻近配对的微小运动的能力是盖亚任务所独有的。下一个目录将作为第四次数据发布 (DR4) 的一部分提供，其中将包含更丰富的数据集合恒星可能有更小的伴星，”欧洲航天局（ESA）盖亚科学家约翰内斯·萨尔曼（Johannes Sahlmann）说。 “这一结果为寻找银河系中的行星开辟了新天地，并让我们得以一睹新的遥远世界。”

该团队的研究成果于 6 月 10 日发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

最初发布于Space.com。