位于地球宇宙邻近区域的一个巨大、炽热的恒星残骸,极大地拓展了“白矮星”的定义。但在审阅了由哈勃太空望远镜收集的数据后,华威大学的天文学家认为他们现在知道原因了:它并非诞生于一颗恒星的消亡。相反,它很可能是由两个天体聚变反应堆碰撞而成。他们的证据已发表在 8 月 6 日的Nature Astronomy杂志上。
白矮星在宇宙中很常见。作为塌缩恒星的残骸,这些大小相当于地球的天体由碳-氧核心组成,外层包裹着氢和氦。尽管尺寸不大,白矮星仍然非常致密。它们的质量通常是太阳质量的一半左右,但在罕见情况下,它们可以拥有大得多的质量。例如,距离地球 130 光年的白矮星 WD 0525+526 的质量比我们的太阳大 20%——如此之大,以至于天文学家将其归类为“超巨型”白矮星。虽然 WD 0525+526 完全有可能仅仅是由一颗大质量恒星死亡形成的,但哈勃望远镜最近收集的紫外线数据显示并非如此。
“在光学波段(我们肉眼看到的光),WD 0525+526 看起来是一颗巨大但除此之外很普通的白矮星,”华威大学的研究员兼该研究的第一作者 Snehalata Sahu 解释道。“然而,通过哈勃获得的紫外线观测,我们能够探测到光学望远镜无法看到的微弱碳信号。”
一颗典型白矮星的核心元素被厚厚的氢和氦层掩盖——但当恒星碰撞时,这些覆盖层几乎会完全燃烧殆尽。留下的就是一颗巨大的白矮星,其氢-氦层比通常情况薄 100 亿倍,使得可检测到的碳能够到达表面。
但 WD 0525+526 甚至更奇怪。不仅是氢-氦层稀少。与类似宇宙合并事件相比,它表面的碳含量也大约少了 100,000 倍。
“碳含量低,加上恒星的高温(接近太阳的四倍),这告诉我们 WD 0525+526 处于其合并后演化的早期阶段,比以往发现的都要早,”该研究的联合第一作者、天体物理学家 Antoine Bédard 说。
探测和分析这些异常现象可以帮助 Bédard、Sahu 和其他研究人员更全面地了解许多双星系统的最终命运。这些关系通常是超新星爆发的主要组成部分。但专家们难以找到双星白矮星的一个主要原因是它们标志性的紫外线辐射。地球大气层阻挡了大部分恒星紫外线辐射,因此寻找 WD 0525+526 这类天体的唯一方法是使用哈勃这样的太空望远镜。
“[这项研究] 表明,可能还有许多类似合并残骸的物体伪装成普通的纯氢大气白矮星,”Sahu 说,并强调了太空望远镜项目的持续重要性。
“只有紫外线观测才能向我们揭示它们,”Sahu 补充说。