中日天文学家联手发现红巨星旁的褐矮星伴星

　　中国科学院国家天文台赵刚研究员所领导的研究团组与日本国立天文台、东京工业大学、东海大学、大阪大学等日本天文学家合作于2007年在后发星座11（11 Comae）红巨星周围发现质量为19个木星质量（MJ）的褐矮星伴星。这是国际上在红巨星周围发现的第三颗褐矮星。这一最新发现及相关研究以国家天文台刘玉娟博士为第一作者的研究论文近期发表在国际著名刊物《Astrophysical Journal》。

　　2004年，中国科学院国家天文台与日本国立天文台启动搜寻有行星系统恒星项目。双方天文学家利用探测主星视向速度变化的方法，在400颗中等质量的红巨星周围搜寻系外行星系统。2004年，在对一批红巨星进行高分辨率光谱观测时，日本国立天文台冈山天体物理观测所发现11 Comae的光谱数据中视向速度有较大的变化。为了确定这颗星视向速度的周期性变化，2005年双方开始利用国家天文台兴隆观测站2.16米光学望远镜和冈山天体物理观测所1.88米光学望远镜对11 Comae进行多次跟踪观测。又经过两年多的观测，最终确认11 Comae周围存在一颗褐矮星。经分析确定该褐矮星围绕一颗质量为2.7个太阳质量的11 Comae以326天为周期绕转，距离主星的短半轴为1.29AU （1AU＝1.496×108公里）。该发现对于理解行星演化理论、验证中等质量恒星的原恒星盘的稳定性时标非常重要。

　　过去的观测表明，在类太阳星周围，褐矮星（13-80 MJ）出现的频率（<0.5%）远远比行星（<13 MJ）出现的几率(～5%)低，这种现象被称作“褐矮星沙漠”。但是在中等质量的红巨星周围“褐矮星沙漠”现象是否存在还有待进一步的观测来证明。

　　根据传统的褐矮星演化理论，褐矮星和双星都是在原恒星盘中经过引力坍缩而形成。在主星和次星质量相差大时很难形成密近的双星系统。因而，高质量恒星的周围比低质量的恒星周围的褐矮星数目要少。通过对11 Comae 的分析，我们初步确定在中等质量巨星周围探测到的褐矮星的几率基本与类太阳星周围探测到的几率相同。这一观测结果对现有的褐矮星演化理论提出了有力的挑战。

　　11 Comae b褐矮星的发现标志着中国已经具备了独立利用视向速度方法发现系外行星的观测能力，我们可以预期在今后几年里通过国家天文台兴隆观测站2.16米望远镜探测到若干系外行星候选体。