根据本周发表的两项新研究，白矮星碰撞可以产生一种新型的奇特、“颠倒”的恒星。
一个天文学家团队识别出两颗小而明亮的恒星，称为炽热矮星，它们的构成是前所未见的。另一研究小组找到了一种机制来解释这类恒星是如何形成的。
“这两种奇特的恒星是‘同类中的首例’，”马塞洛·米勒·贝尔托拉米（Marcelo Miller Bertolami）说。他是阿根廷拉普拉塔天文物理研究所的天体物理学家，也是发表在《皇家天文学会月报》上关于此类恒星如何形成理论研究的负责人。这两种恒星“是前所未见的”，并且“一定是极其罕见的”。
米勒·贝尔托拉米说，白矮星是已死亡恒星缓慢冷却的核心。炽热矮星是相当不常见的、古老的恒星，其表面温度比太阳表面高四倍，而且与太阳不同，它们在核心中聚变的是氦而不是氢。
米勒·贝尔托拉米说，大多数恒星大约四分之三是氢，四分之一是氦，以及少量其他元素。恒星首先聚变其最轻的元素，所以只有在其氢已燃烧殆尽，或者另一个天体的引力将氢从恒星上剥离时，它才会聚变氦。
但是，正如本周发表在同一期刊上的一份报告所述，一个由德国天文粒子物理学中心的天文学家克劳斯·维尔纳（Klaus Werner）领导的天文学家团队注意到，新发现的这两颗恒星并不像其他氦聚变矮星。他们看到的不仅是表面富含氦的恒星，而且是富含碳和氧的恒星。
“这是极其、极其不寻常的，”米勒·贝尔托拉米说。通常情况下，恒星通过在核心燃烧氦来产生碳和氧，而这些元素不会出现在表面。但该团队发现，恒星表面约有 40% 是由碳和氧组成的。
“你需要找到一种方法将所有这些碳和氧带到表面，这并不容易，”米勒·贝尔托拉米说。
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维尔纳的团队已经认识米勒·贝尔托拉米，并联系了他，试图弄清楚这些奇特的天体是如何形成的。米勒·贝尔托拉米团队已经在进行一个类似的项目，并能够解释这种奇特的恒星是如何形成的。
米勒·贝尔托拉米及其同事发现，在适当的条件下，一颗较重的富氦白矮星可以与一颗较轻的富碳氧白矮星相互作用。两者结合，可以产生一颗炽热矮星，它融合了两者的物质。
米勒·贝尔托拉米说，这两颗恒星曾存在于一个双星系统中——这意味着它们相互绕转。随着时间的推移，它们会发出引力波并相互螺旋靠近，直到相遇。在这个过程中，它们会靠得足够近，以至于潮汐力会撕裂其中一个或两个。
通常情况下，质量较大的恒星会摧毁质量较小的恒星，并吞噬较轻恒星的物质。在米勒·贝尔托拉米的模型中，富氦白矮星摧毁了一颗较轻的富碳氧白矮星，这就是为什么幸存的恒星表面会沾满碳和氧的“残骸”。
米勒·贝尔托拉米说，白矮星过去是“死亡的”，因为它们不再通过聚变原子形成更重的元素来产生能量。但它们之间的合并重新点燃了一个新的、“重生”恒星——也就是矮星——内部的聚变。
哈佛-史密森天体物理中心（Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian）的天体物理学家沃伦·布朗（Warren Brown）表示，这两项研究“在理论和观测之间建立了良好的联系”。他并未参与这两项研究。“测量相当直接，”他说，而理论解释似乎是解决观测难题的“绝佳方案”。
布朗说，令人惊讶的是，这些恒星“有点颠倒”。科学家们本以为会在其核心中产生的重元素——碳和氧——却出现在表面，而核心则充满了轻氦。
布朗说：“这是物理上可能的，所以它肯定会发生。问题是发生频率有多高？一旦天文学家获得更大的样本，几百颗，或者至少几十颗恒星，他们就可以开始弄清楚这类恒星在星系中的普遍程度。”
尽管这一观测是前所未有的，但天文学家可能很快就会有新的工具来探测类似的恒星事件。布朗说，激光干涉仪太空天线（LISA）和其他下一代引力波探测器将能够探测到我们星系中成千上万的双星系统。像这样的白矮星合并会发出引力波，为研究它们提供了另一个视角。
2022 年 2 月 24 日更正：米勒·贝尔托拉米澄清说，两颗相互绕转的恒星会发出引力波，而不是文章之前所述的“引力波”（gravity waves）。
