一个国际天文学家团队发现著名的褐矮星Gliese 229B并不是一个单一的实体，而是一对紧密轨道的褐矮星，其质量分别约为木星的38倍和34倍，每12天互相绕行一次。
自1995年由加州理工学院的帕洛马天文台研究人员发现以来，Gliese 229B一直是众多研究的对象。然而，关于其相对于质量的昏暗程度仍然是一个重大谜团。褐矮星在质量上位于像木星这样的气态巨行星和恒星之间，天文学家估计Gliese 229B的质量约为木星的70倍。尽管如此，问题仍然存在，因为如此巨大的物体应表现出比观测到的更大的亮度。
最近，由加州理工学院领导的一组天文学家揭示了答案：Gliese 229B实际上是两个紧密相连的褐矮星。它们的特征与这一质量范围内的较小、较暗的褐矮星相匹配，使得它们每12天绕行一次。
“长期以来，Gliese 229B被视为典型的褐矮星，”与天文学大卫·摩里索教授合作的研究生杰里·吴·宣表示。“现在我们意识到，我们之前的理解是错误的；它由两个褐矮星组成。我们之前根本无法观察到如此紧密相邻的物体。”宣是最近发表在《自然》杂志上的新研究的主要作者，而加州理工学院研究生萨姆·怀特布克和巴尔的摩太空望远镜科学研究所的蒂姆·布兰特领导的平行研究得出了相同的结论。
这一发现引发了有关紧密轨道褐矮星对形成的新问题，并暗示可能还有更多这样的褐矮星双星或甚至外行星对等待被发现。 （外行星是绕其他恒星运行的行星，除了我们的太阳。）
“将Gliese 229B识别为双星不仅澄清了其质量与亮度之间的矛盾，但也增强了我们对褐矮星的理解，它们坐落在恒星和大行星之间的边界上，”摩威特解释道，他也是由加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室的高级研究科学家。
Gliese 229B于1995年首次被加州理工学院的一个团队识别，包括当时的研究生丽贝卡·奥本海默；乔治·埃勒里·海尔天文学与行星科学教授施里·库尔卡尼；加州理工学院的仪器专家基思·马修斯等其他人。 他们发现Gliese 229B的大气中含有甲烷，这一特征在像木星这样的气态巨行星中存在，但在恒星中不存在，标志着首次确认褐矮星的发现——被认为是行星和恒星之间缺失的环节，已有约三十年。
“看到初始对象小于一颗太阳的星体围绕另一个太阳运转是令人兴奋的，”奥本海默回忆道，他是当前研究的共同作者，并且是美国自然历史博物馆的天体物理学家。“这引发了对像这样的奇特物体的兴趣浪潮，但多年来仍是一个谜。”
即使经过近30年的各种观察，Gliese 229B仍然以其意想不到的昏暗程度困扰着科学家们。研究人员猜测，Gliese 229B可能由两个物体组成，但“要在30年的时间里避开科学家的检测，这两个褐矮星必须非常靠近，”宣评论道。
为了将Gliese 229B区分为两个独立的实体，团队在智利欧洲南方天文台的非常大望远镜上使用了两台仪器。他们使用了GRAVITY仪器，这是一种干涉仪，可将来自四个望远镜的光合并，以明确界定物体，并使用CRIRES+（低温高分辨率红外光谱仪）仪器捕获两个褐矮星的不同光谱特征。这种技术涉及测量它们大气中分子运动，证明一个褐矮星正朝向地球移动，而另一个则向外移动，与它们的轨道同步。
“看到这一新进展在近30年后出现真是太棒了，”库尔卡尼评论道，他并不是这篇论文的共同作者。“这个双星系统继续让人惊叹。”
五个月内收集的数据表明，这对褐矮星对，现在指定为Gliese 229Ba和Gliese 229Bb，每12天互相绕行一次，保持仅为地月距离的16倍的距离。它们共同每250年绕着一颗更小、更红的M型矮星运行。
“这两个围绕彼此旋转的天体，其半径比木星小。如果我们太阳系中存在类似的物体，它在我们的夜空中看起来会非常不同寻常，”奥本海默指出。“这是数十年来亚恒星天体物理学中最激动人心和重要的发现之一。”
这一旋转对的起源仍不清楚。一些理论提出，褐矮星对可能在环绕年轻恒星的旋转物质盘内形成，这些物质盘可能会破裂成碎片，随后在靠近接触后成为引力相互绑定。尚待观察类似的过程是否有助于在其他恒星周围形成行星对。
展望未来，团队计划利用凯克行星成像仪和特征化仪（KPIC）等工具，进一步调查更紧密轨道的褐矮星对，该设备由摩威特的团队在夏威夷的W. M.凯克天文台开发，以及目前在加州理工学院及其他地点在摩威特的领导下建设的即将到来的高分辨率红外光谱仪（HISPEC）。
“第一个已知的褐矮星伴星是一个双星，给我们的持续搜索带来了良好的前景，”宣说。
论文“冷褐矮星Gliese 229B是一个紧密双星”的研究得到了NASA和Heising-Simons基金会的资助。加州理工学院的其他贡献者包括51 Pegasi b博后研究助理雅鹏·张；研究生阿尼凯特·桑吉；行星科学教授康斯坦丁·巴季金；以及行星科学教授希瑟·克努特森。
