太阳附近的大多数恒星都是由相同丰度的元素构成的。但有一类被称为亚矮星的罕见的天体，其碳和铁等重元素的含量要少得多。这些亚矮星中温度最低的被称为超冷亚矮星，包括小质量恒星与褐矮星。

超冷亚矮星很难被研究刻画。它们不仅暗淡且随着时间的推移而冷却，而且它们的年龄无法被直接测量。由南京大学张曾华副教授领导的国际团队，最近发现了第一个年龄基准超冷亚矮星VVV1256-62B，其年龄约为105亿年。

艺术家对 VVV1256-62AB 的构想。背景图像是盖亚卫星拍摄的银河系的一部分（来源：ESA/Gaia/DPAC，CC BY-SA 3.0 IGO）。冷白矮星 VVV1256-62A（左）呈浅橙色。超冷亚矮星 VVV1256-62B（右）比其白矮星伴星更冷，但也更大。超冷亚矮星的表面结构基于超冷矮星大气的 3D 流体动力学模拟（Bernd Freytag）。VVV1256-62B 的大气可能比普通超冷矮星更透明，因为它的重元素含量要少很多。图片来源：钟嘉欣、张曾华 。

据悉，VVV1256-62B形成于一个宽双星系统中，其主星是一颗距离太阳250光年的白矮星VVV1256-62A。这两颗伴星相距约1400个天文单位（1个天文单位=1.5亿千米，即地球与太阳之间的距离），绕行周期约为6万年。我们的一生太短暂，将无法看到它们的轨道运动；然而，我们通过对比用欧洲南方天文台（ESO）“天文可见光和红外巡天望远镜(VISTA) ”在不同年份拍摄到图像可以发现，它们在天上共同以相同的速度和方向运动。

VVV1256-62B最初被认定为超冷亚矮星，是因为它在VISTA的银河变星巡天 (VVV) 的红外天体测量星表 (VIRAC；Smith et al.，2018) 中的具有很高的角速度。2019年，张曾华等人根据欧洲南方天文台的甚大望远镜 (VLT) 获得的光学和近红外光谱，将它确认为 L3 型的超冷亚矮星。

据悉，VVV1256-62A没有被VIRAC 探测到，是因为它太暗并且位于背景星较多银盘区域。幸运的是，VVV1256-62A和B都足够明亮，可以在欧洲太空局的盖亚空间天文台第三次发布的数据中被探测到。在这些数据中，团队可以清楚地看到这两颗天体在相同的距离以相同速度和方向移动，确认了它们是个宽距双星系统。

“这对双星的速度非常高，但还不足以逃离银河系。因此，我们能够根据其当前位置、距离、角速度和径向速度来计算其在银河系中的轨道”，该研究论文的合著者、加泰罗尼亚理工大学的Roberto Raddi博士说。

研究团队利用双子座南天望远镜观测到了VVV1256-62A的光学光谱。“我们通常假设超冷亚矮星的年龄在80亿至140亿年之间，就像银河系晕中的其他恒星一样。但这一假设从未得到观测证实”，张曾华说。

VVV1256-62AB为我们提供了首次通过其白矮星伴星估算超冷亚矮星年龄的机会，因为白矮星相对容易建模，我们可以精确地确定它们的年龄。研究团队确定VVV1256-62A的总年龄为105亿年。

“VVV1256-62B是首个亚太阳金属丰度的L型矮星年龄基准，也是刻画其它超冷亚矮星和校准大气模型的重要参考，”研究论文的合著者、加州大学圣迭戈分校的Adam Burgasser 教授说道。“我们期待即将在批准的项目中利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测该天体，”Burgasser教授补充道。

这对双星是在南京大学天文学院为大三学生开设的早期科研课程中偶然发现的。张曾华说：“我当时正在给三名本科生讲解如何使用盖亚近邻恒星星表寻找宽距双星。为了演示，我一时兴起，决定试着寻找白矮星+超冷矮星宽距双星，结果找到了5对。VVV1256-62B是其中一颗伴星，这让我很惊讶，因为我在2019年写过一篇关于这个天体的论文，知道它是一颗L亚矮星，有着非常特殊的银河系轨道。”张曾华通过屏幕录制记录了当时从意外到怀疑再到惊喜和兴奋的发现过程。

这项研究成果最近在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）发表，成为“远古甚小质量恒星与褐矮星”系列论文的第8篇。

扬子晚报/紫牛新闻记者  杨甜子

剪辑    戴哲涵

校对 李海慧