在分子云塌缩形成恒星的过程中，部分未能形成恒星的物质会凝聚成星周盘。这一现象在双星系统中同样存在，不过其盘结构可能环绕在双星轨道的外围。这种环双星盘与中心双星之间的相互作用会产生诸多有趣的天体物理现象。近期，由清华大学领导的一个国际研究团队成功证认了这样一个特殊天体：一个倾斜的环双星盘掩食一对双星系统。这是继1998年发现KH 15D首个系统以来第二个被确认的此类系统。
双星系统与扭曲环双星盘的艺术想象图。图中显示盘遮蔽了其中一颗恒星的部分轨道，当该恒星运行至被遮蔽区域时，其亮度会显著降低。（图片来源：Michael Poon，多伦多大学；Sahl Rowther 等人，Warwick大学）
这个天体代表了一类罕见的双星系统。从特定观测角度看，环双星盘会遮蔽双星系统中的部分轨道。在该系统中，主星的轨道（如视频中红色轨道所示）会被盘体部分遮挡。当主星运行至盘体后方时，由于遮蔽效应，其亮度会骤降至几乎不可见的程度，导致整个系统的总亮度呈现出周期性的、近十倍的显著变化。
双星系统被环双星盘周期性掩食的示意图。只有当系统相对于观测者处于特定角度时，才能观测到这种周期性的显著光度变化
2022年，清华大学祝伟副教授与业余天文学家Klaus Bernhard等人合作，通过分析历史测光数据，发现了两个属于该类特殊天体的候选体（详见此前报道）。这两个候选体被命名为Bernhard-1和Bernhard-2。然而，仅依靠当时获得的测光观测数据，尚无法确证这些系统中是否存在双星。
验证系统中是否存在双星的一个有效方法是通过光谱观测来测量其视向速度的变化。由于引力相互作用，双星系统中的恒星会沿各自轨道运动。当恒星朝向观测者运动时，其发出的电磁波波长会变短；反之，当恒星远离观测者时，波长则会变长——这种现象被称为多普勒效应。通过追踪恒星光谱中特征谱线波长随时间的变化，研究人员可以重建恒星的轨道运动，从而确定系统中是否存在双星。
在本次最新研究中，团队利用多台大型望远镜对Bernhard-2进行了光谱观测，包括位于西班牙加纳利群岛的GTC望远镜、美国夏威夷的凯克望远镜和智利的麦哲伦望远镜等。通过详细的光谱分析，研究团队发现该系统的视向速度呈现显著的周期性变化。这一发现有力证实了Bernhard-2系统中确实存在双星。因此，中心双星被倾斜的环双星盘周期性掩食，成为解释该系统特殊光变现象的最佳理论模型。
对已有观测数据的进一步分析显示，该系统还展现出其他有趣的天体物理现象，包括环双星盘与双星轨道平面之间夹角的持续变化，以及疑似有物质周期性地被吸积到中心双星上等等。对这些动态过程的持续观测和研究，将有助于深入理解双星系统与环双星盘的演化过程及其相互作用机制。
该研究成果已发表在《天体物理学杂志快报》上。清华大学天文系研究生胡哲程为论文第一作者，副教授祝伟为通讯作者。研究团队的其他成员来自夏威夷大学、魏茨曼科学研究所、中国科学院大学和紫金山天文台，同时还包括一位来自美国马萨诸塞州的业余天文学家。清华团队的工作得到了国家自然科学基金的支持。
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