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奇怪双星“相爱相杀”的一生
Release Time: 2025-03-05 12:55:25     Views:

    最近,爱因斯坦探针捕捉到了一对非常难以捉摸的天体发出的X射线闪光。这对奇特的天体由一颗大而热的B型发射谱线大质量星(比太阳大10多倍)和一颗小而致密的白矮星(与太阳质量相似)组成。迄今为止,人们只发现了少数几个这样的系统。现在,科学家们第一次能够追踪到这样一对奇怪的X射线。
    2024年5月27日,2024年5月27日,“爱因斯坦探针”发现了这个来自我们邻近星系小麦哲伦星云(SMC)的X射线。最初,科学家们认为EP J0052可能是一种众所周知的双星系统;然而,数据却告诉了我们一个完全不同的故事。


白矮星的艺术想象图。
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    多亏了“爱因斯坦探针”,科学家们不仅发现了信号,还找出了爆炸物质中存在的一些元素,如氮、氧和氖——这里藏着重要线索。在这对不寻常的天体里,两颗恒星紧紧地围绕着对方运行,白矮星强烈的引力场将物质从它的同伴身上吸走。随着越来越多的物质(主要是氢)涌向这个致密的天体,又被其强大引力所压缩,最后引发了一场失控的核爆炸——然后就产生了从可见光到紫外线和X射线宽波长范围的强光。
    乍一看,这对搭档的存在令人费解。B型发射大质量星的核燃料储备燃烧得很快,“生如夏花之绚烂,死如秋叶之静美”,仅持续约2000万年。它的伴星通常是一颗类似太阳的恒星坍塌后的残余物;如果单独存在,它的寿命可达几十亿年。
    既然双星通常是一起形成的,那么为什么这颗所谓的短命恒星仍然闪闪发光,而那颗所谓的长命恒星却已经死亡了呢?科学家们认为,这对双星一开始是一对更匹配的双星,即两颗差不多大的恒星,质量分别是太阳的6倍和8倍。
    较大的恒星更早地耗尽了核燃料,开始膨胀,接着向它的伴星释放物质。首先,它膨胀的外层气体被伴星吸入;然后,它剩下的外壳被抛出,在两颗恒星周围形成了一层膜,后来变成了一个圆盘,最后溶解了。
    当这场闹剧结束时,伴星的质量已经增长到太阳的12倍,而另一颗恒星的核心已经坍塌,变成了一颗白矮星——现在,轮到白矮星从伴星外层窃取和吞噬物质了。这就是这对双星“相爱相杀”的一生。相关研究已发表在arXiv预印本平台上。

来源 / https://phys.org/news/2025-02-celestial-odd-couple-massive-star.html 中国国家天文