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天文学家发现双星合并而成超大白矮星

天文学家发现双星合并而成超大白矮星
天文学家发现超大质量白矮星WD 0525+526是经由恒星合并而形成的。此为艺术家绘制的白矮星与红巨星合并的示意图。(NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford (STScI))
2025-08-1420:11 中港台时间|08-1823:35 更新
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【大纪元2025年08月14日讯】(大纪元记者陈俊村报导)天文学家发现一颗质量超大的白矮星。但奇特的是,这颗白矮星是经由一颗白矮星与另一颗恒星合并而形成的,并非源自于单一恒星的演化。这项发现意味着罕见的白矮星可能比天文学家先前认为的还多。

美国国家航空航天局(NASA)在8月13日发布的新闻稿中指出,藉由该局的哈伯太空望远镜(Hubble Space Telescope)对紫外光的敏锐观测能力,天文学家发现了这颗被命名为WD 0525+526的白矮星。

白矮星是一种致密的天体,其直径与地球相同,这是质量不足以爆炸并使核心塌缩成超新星的恒星的最终状态。太阳在大约50亿年后也会变成白矮星。

理论上,白矮星的质量可以达到太阳的1.4倍,但质量超过太阳的白矮星很罕见。天文学家将这些天体称为超大质量白矮星(ultra-massive white dwarf),它们可以藉由一颗大质量恒星的演化而形成,也可以藉由一颗白矮星与另一颗恒星(例如双星)的合并而形成。

而距离地球128光年的WD 0525+526,其质量比太阳大了20%。它在可见光波段的大气光谱与典型的白矮星相似。然而,哈伯太空望远镜的紫外光光谱揭示了不寻常的现象——这颗白矮星的大气中存在碳元素的证据。

由单颗恒星演化而形成的白矮星,其大气层由氢和氦组成。白矮星的核心通常由碳和氧或氧和氖组成,但厚厚的大气层通常会阻止这些元素出现在白矮星的光谱中。

当一颗白矮星与另一颗恒星合并时,其大气层中的氢和氦会在合并过程中几乎完全燃烧殆尽。最终形成的白矮星仅有非常薄的氢和氦层,不再阻止碳到达表面,这正是哈伯太空望远镜在WD 0525+526上发现的特征。

即便在经由合并而形成的已知白矮星族群中,WD 0525+526也显得格外引人注目。这颗白矮星的温度接近21,000克耳文(Kelvin),相当于华氏37,000度或摄氏20,538度,其质量为太阳的1.2倍,所以比该族群的其它白矮星温度更高、质量更大。

此外,WD 0525+526的大气碳含量是该族群中最低的,比其它经由合并而形成的白矮星少了十万分之一。

高温和低碳含量意味着,如果没有哈伯太空望远镜对紫外光的灵敏度,天文学家就不可能辨识出这颗白矮星是经由合并而形成的。

由于WD 0525+526的起源只有在天文学家观察其紫外光光谱后才得以揭示,因此其它看似“正常”的白矮星实际上也可能是合并的结果。研究人员乐于在未来探索这种可能性。

共同主导这项研究的英国华威大学(University of Warwick)研究人员贝德福德(Antoine Bedrad)表示,他们希望拓展这个主题的研究,看看普通白矮星家族中隐藏着多少恒星合并事件。这有助于他们了解含有白矮星的双星和超新星爆炸。

上述研究成果于8月6日发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)期刊上。◇

责任编辑:叶紫微#

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