Di rasi Antlia, hanya 82 tahun cahaya dari Bumi, para astronom menemukan “empat sekawan” kosmis yang sangat langka.
Sistem bernama UPM J1040−3551 AabBab ini terdiri dari dua katai merah muda yang saling mengitari (pasangan Aa dan Ab) serta dua katai cokelat sangat dingin (pasangan Ba dan Bb) yang bersama-sama mengelilingi pusat massa yang sama. Susunan bertingkat (hierarkis) seperti ini, dua pasangan rapat yang terikat dalam orbit bersama, amat jarang, dan menjadi kunci agar sistem tetap stabil dalam rentang waktu yang sangat lama.
Tim internasional yang dipimpin Zenghua Zhang (Universitas Nanjing) mengidentifikasi kandidatnya lewat gerak sudut bersama pada data Gaia milik ESA dan WISE milik NASA. Karena pasangan lebar ini memerlukan lebih dari 100.000 tahun untuk menyelesaikan satu putaran, pergeseran orbit langsung mustahil tampak dalam hitungan tahun. Sebagai gantinya, tim menelusuri objek-objek yang melaju ke arah yang sama dengan kecepatan sudut yang serupa, tanda kuat bahwa mereka terikat gravitasi. Tahap berikutnya adalah pengamatan spektroskopi untuk mengungkap sifat masing-masing komponen.
Dalam notasi sistem, Aab merujuk ke pasangan katai merah yang lebih terang (Aa dan Ab), sedangkan Bab adalah pasangan katai cokelat yang lebih redup (Ba dan Bb). Jarak antara dua pasangan mencapai 1.656 SA (satuan astronomi). Pasangan Aab adalah dua katai merah bermassa nyaris sama, bertemperatur sekitar 3.200 K (±2.900 °C) dan bermassa kira-kira 17% massa Matahari per bintang. Dengan magnitudo visual 14,6, pasangan ini sekitar 100.000 kali lebih redup daripada Polaris; tidak ada katai merah yang cukup terang untuk disaksikan mata telanjang, bahkan Proxima Centauri sekalipun.
Pasangan Bab jauh lebih samar. Keduanya adalah katai cokelat tipe-T yang hampir tak memancarkan cahaya tampak, baru menonjol pada inframerah dekat dan masih sekitar 1.000 kali lebih redup daripada pasangan Aab. Suhu efektifnya hanya 820 K (±550 °C) dan 690 K (±420 °C). Katai cokelat berukuran kira-kira setara Jupiter, tetapi bermassa 10–30 massa Jupiter; pada batas bawah, objek seperti ini berada di wilayah “massa planet”.
Petunjuk bahwa Aab adalah binar rapat datang dari fotopusat yang bergoyang pada data Gaia, ditambah kecerlangan yang sekitar 0,7 magnitudo lebih terang dari bintang tunggal dengan suhu dan jarak sama—cahaya gabungan dari dua bintang hampir menggandakan keluarannya. Pasangan Bab juga memperlihatkan kecerlangan inframerah abnormal untuk tipe spektrumnya, dan pencocokan spektrum menunjukkan model biner memberi hasil yang jauh lebih baik daripada model objek tunggal.
Spektrum optik pasangan terang diperoleh dengan Goodman di SOAR Telescope (NOIRLab/NSF) dan TripleSpec untuk inframerah dekat pada pasangan redup. Observasi ini menantang karena katai cokelat sangat redup, namun sensitivitas instrumen memberi data yang krusial untuk mengkarakterisasi setiap komponen.
Secara ilmiah, sistem ini adalah laboratorium alam bagi studi katai cokelat. Berbeda dengan bintang, katai cokelat mendingin terus-menerus sepanjang hidupnya. Akibatnya, suhu tertentu bisa berarti objek muda yang ringan atau objek tua yang berat, masalah klasik yang disebut degenerasi usia–massa. Sistem bertingkat seperti UPM J1040−3551 membantu memutus kebuntuan ini karena usia pasangan katai merah dapat diperkirakan secara independen (indikasi emisi H-alpha menyiratkan umur 300 juta–2 miliar tahun), sehingga pasangan katai cokelatnya dapat dipakai sebagai patokan usia. Jika pasangan Bab kelak berhasil dipecahkan (resolved) dengan pencitraan beresolusi tinggi dan orbitnya dapat dilacak, massa dinamikanya bisa diukur, menjadikannya sekaligus patokan massa untuk menguji model evolusi.
Penemuan kuartet dengan sepasang katai cokelat tipe-T yang mengitari sepasang katai merah ini bukan sekadar keunikan katalog; ia memperluas pemahaman kita tentang jalur pembentukan sistem bintang di sekitar Matahari dan membuka peluang kalibrasi model atmosfer bersuhu rendah dengan presisi yang belum pernah ada sebelumnya.
