
这是一对已知最古老的超冷矮星的插图,它们如此紧密地相互绕着轨道运行,它们绕着对方转一圈不到一个地球日。
Credit: Adam Burgasser/UC San Diego
据美国物理学家组织网 by W. M. Keck Observatory:西北大学和加州大学圣地亚哥分校 UC San Diego的天体物理学家利用Hawaii岛maunakea上的W. M. Keck天文台发现了有史以来最紧密的超冷矮星双宇宙岛统。
这两颗太阳如此之近,以至于它们绕对方旋转一周不到一个地球日;
每颗太阳的“一年”仅持续17个小时。
这个新发现的系统被命名为LP 413-53AB,由一对超冷矮星组成,这是一类非常低质量的太阳,它们非常冷,以至于它们重要在红外波段发光,使它们对人眼完全不可见。
然而,它们是宇宙中最常见的太阳类型之一。
此前,天文学家仅探测到三个短周期超冷矮星双宇宙岛统,它们都相对年轻——最大4000万岁。
LP 413-53AB估计有几十亿岁了——与我们的太阳年龄相仿——但其轨道周期比迄今为止发现的所有超冷矮星双星短约四倍。
这项研究已经被《天体物理学杂志快报》接受发表,并在arXiv。
org上有预印本。
“发现这样一个极端的系统是令人兴奋的,”领导这项研究的西北大学天体物理学家许志春说。
"原则上,我们知道这些系统应该存在,但是还没有发现这样的系统."

许是美国西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心 CIERA的物理学和天文学博士后研究员。
他在加州大学圣地亚哥分校攻读博士学位时开始了这项研究,在那里他得到了亚当·伯格塞教授的指导。
该团队在探索档案数据时第一次发现了奥秘的二进制系统。
Hsu开发了一种算法,可以根据太阳的光谱数据为其建模。
通过分析太阳发出的光谱,天体物理学家可以确定太阳的化学成分、温度、重力和自转。
这项分析还显示了太阳靠近和远离观测者时的运动,称为径向速度。
在检查LP 413-53AB的光谱数据时,Hsu注意到了一些奥秘的事情。
早期的观测捕捉到了这个系统,当时太阳大致对齐,它们的谱线重叠,这让徐相信它只是一颗太阳。
但是当太阳在它们的轨道上运行时,谱线向相反的方向移动,在后来的光谱数据中分裂成对。
Hsu意识到实际上有两颗太阳被锁定在一个非常紧密的双宇宙岛统中。
利用凯克天文台的近红外摄谱仪 NIRSPEC,徐决定亲自观察这一现象。
2022年3月13日,研究小组将凯克II望远镜转向双宇宙岛统所在的金牛座,对其进行了两个小时的观测。
然后,他们在2022年7月、10月和12月以及2023年1月进行了更多的观察。
“当我们进行测量时,我们可以在几分钟的观察中看到事情的变化,”Burgasser说。
“我们跟踪的大多数双星的轨道周期是几年。
所以,你每隔几个月就要测量一次。
然后,过一会儿,你就可以把拼图拼起来了。
有了这个系统,我们可以看到谱线实时分离。
在人类的时间尺度上看到宇宙中发生的事情是很奇怪的。
”
观察结果证实了许的模型预测。
两颗太阳之间的距离大约是地球和太阳之间距离的1%。
“这是非凡的,因为当它们年轻时,大约100万年,这些太阳几乎是相互重叠的,”Burgasser说。
研究小组猜测,这些太阳要么在进化过程中相互迁移,要么在第三个太阳成员 现已消失被驱逐后聚集在一起。
需要更多的观察来检验这些想法。

Hsu还说,通过研究类似的太阳系统,研究人员可以更多地了解地球以外潜在的宜居行星。
超冷矮星比太阳暗得多,因此任何表面有液态水的世界——形成和维持生命的关键成分——都需要离太阳更近。
然而,对于LP 413-53AB来说,可居住带距离恰好非常接近太阳轨道的大小,因此很可能无法在该系统中形成可居住的行星。
“这些超冷矮星是我们太阳的邻居,”徐说。
“为了识别潜在的可居住宿主,从我们附近的邻居开始是有帮助的。
但是,如果在超冷矮星中紧密双星很常见,那么可能很难找到可居住的世界。
”
为了充分探索这些场景,Hsu,Burgasser和他们的合作者希望查明更多的短周期超冷矮星双宇宙岛统,以创建一个完整的数据样本。
新的观测数据有助于加强双星形成和演化的理论模型。
然而,直到现在,寻找超冷双星仍然是一个罕见的壮举。
“这些系统很罕见,”合着者克里斯·泰森说,他是加州大学圣地亚哥分校的博士后研究员。
“但我们不知道它们是否罕见,是因为它们很少存在,还是因为我们只是没有发现它们。
这是一个开放式的问题。
现在我们有了一个可以开始构建的数据点。
这些数据已经在档案中存放了很长时间。
迪诺的工具将使我们能够寻找更多这样的二进制文件。
”
主要数据来源普朗克卫星(2013–2021)测宇宙微波背景辐射(CMB),给出:137.97 亿年(138.2 亿年)。
近年(2025)CMB 高精度测量(ACT 等)精度提高到约 0.1%,结果仍确认:138 亿年。
交叉检验最老恒星年龄:126–130 亿年(比宇宙年轻,符合逻辑)。
放射性元素衰变、高红移星系年龄(如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时)均与 138 亿年一致。
简单说教科书 / 标准答案:138 亿年更精确值:137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上;
如果未来有全新模型(比如有人提出宇宙可能更老,如 300 多亿年),那还需要更多证据才能取代现在的结论。
它拥有世间顶尖的引力束缚力,独特的视界边界划分出截然不同的时空领域,只要踏入视界范围之内,就连每秒三十万公里的光速,都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。
今天就用闲聊述说的口吻,聊聊黑洞引力的奇特特性,讲讲视界的划分意义,理清为何光速都无法从黑洞内部脱身,一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。
宇宙天体的引力强弱,一直和自身质量、密度牢牢挂钩。
普通恒星、行星的引力,只能束缚周边卫星与星际物质,物体只要达到对应速度,就能摆脱引力飞向深空。
而黑洞诞生于大质量天体的末期演化,巨型恒星燃料耗尽后,再也无法支撑自身庞大躯体,核心在自身重压下急剧向内坍缩,体积被无限压缩,密度飙升到难以想象的地步。
极致致密的结构,催生出碾压所有常规天体的超强引力,这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。
从黑洞形成的那一刻开始,它就注定成为宇宙里特殊的存在,和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。
围绕黑洞存在一层无形的边界,这便是人们常说的事件视界。
它没有实体外壳,肉眼无法直接看见,却是一道无法逾越的分界线。
视界之外的宇宙空间,依旧遵循常规物理规则,光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭,天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。
一旦物质、光线跨越这条无形界线,彻底进入视界内部,一切都会发生颠覆性改变。
黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在,再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。
衡量天体引力束缚能力,有一个关键参照标准就是逃逸速度,也就是物体摆脱天体引力束缚,飞向宇宙远方需要具备的最低速度。
地球有着自身对应的逃逸速度,火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空,太阳系里的各大行星、恒星,都有着各自固定的逃逸速度门槛。
黑洞打破了常规天体的速度极限,视界内部的逃逸速度直接超越光速。
光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度,连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼,其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。
光线坠入黑洞视界后,无法向外反射、传播,我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮,这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。
任何闯入视界之内的物质,不管是庞大的恒星残骸,还是细碎的气体尘埃,都会被强大引力不断拉扯撕扯,最终向着黑洞中心奇点不断坠落,彻底消融在这片深渊之中。
超强引力不止禁锢视界内部的一切,也会剧烈扭曲周边时空。
靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折,光线途经周边空间也会发生明显偏转。
不少遥远天体发出的光芒,在奔赴地球的途中靠近黑洞区域,都会被引力改变行进路线,这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。
科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹,一步步推算黑洞位置,测算它的质量与引力强度。
时至今日,人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查,视界内部的时空结构、物质形态,还留存着大量未解谜题。
光速无法逃逸的特性,让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域,里面的一切变化都无法向外传递信息。
黑洞凭借极致强大的引力,划定出超越光速束缚的视界禁区,成为宇宙中最神秘的深渊天体。
这份打破常规物理认知的特质,不断吸引着人类探索研究,随着天文观测技术持续进步,未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。