白矮星“食人”系统被发现，一颗死去的恒星每8.5分钟撕裂另一颗恒星的物质
恒星从其双星伴星中抽取物质，并将其转移到吸积盘中。图片来源：NASA
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻（穆罕默德·图欣）：天文学家捕捉到了迄今为止最清晰的罕见双星系统之一，其中一颗白矮星正积极剥离伴星的物质，而两颗白矮星每8.5分钟绕行一次。新研究的系统，名为ATLAS J1013−4516，可能成为空间引力波任务LISA的未来主要目标，为科学家们提供了研究宇宙中一些最极端恒星残骸的强大新途径。
一种比典型轨道快数千倍的剧烈恒星关系，使天文学家们获得了难得的前排座位，见证了天体物理学中最难以捉摸的过程之一。
麻省理工学院的艾玛·奇克尔斯领导的研究团队发现了一个紧凑的双星系统，其中一个白矮星积极将物质从另一个白矮星中拉开。这一发现为这些死去的恒星核心在极其紧凑的轨道条件下如何交换质量提供了异常详细的视角——这是科学家数十年来一直难以完全理解的现象。
这些发现发表在《天体物理学杂志》上。
死去的恒星被锁定在极端轨道
白矮星是类太阳恒星耗尽核燃料并脱离外层后留下的致密残余。虽然它们的大小仅与地球相当，但其质量可与完整的恒星相媲美，使它们成为宇宙中已知最密集的天体之一。
在某些双星系统中，两颗白矮星绕行得非常近，强大的引力会扭曲其中一颗或两颗恒星。这些系统可能引发戏剧性的质量转移事件，即一颗恒星的物质被抽取到另一颗恒星上。
但据奇克尔斯称，轨道周期短于10分钟的系统仍然深具神秘。
“即使是这些烧毁的核心，在合适的条件下也能被拆解，”她解释道。“在不到10分钟的轨道上，这种现象实际上如何发展至今仍大多未知，我们在这些极端时期捕捉到的每一个质量转移双星都与上一个不同。”
新发现的系统推动科学家更接近理解这些紧致双星可能变得多么混沌。
在数百万张星际影像中搜寻
为了找到该系统，研究团队分析了过去十年多次恒星巡天收集的数百万张图像。天文学家没有依赖明显信号，而是采用了广泛的算法搜索，旨在检测早期研究忽视的微小亮度变化。
这些细微波动暗示着一个致密天体——可能是单个白矮星——正在转移物质。
这一突破促使他利用智利的麦哲伦望远镜进行后续观测，奇克尔斯在那里使用一种名为proto-Lightspeed的新型高速相机进行研究。
“指着系统，我实际上能实时看到两颗恒星相互遮蔽时光线的升降，”她说。
这种直接视角使研究人员能够以极其精准的方式追踪恒星的运动。
一颗白矮星正在被撕裂
该系统被称为ATLAS J1013−4516，包含两颗白矮星在刚刚超过8.5分钟内相互绕行——这一惊人的短周期使它们成为有史以来观测到的最紧凑的双星系统之一。
当它们相互旋转时，一颗恒星正在主动向伴星流失物质。
注定灭亡的白矮星内部密度约为铅的250倍，但即便如此极端的密度也无法抵挡其伴星的引力。从恒星中剥离的气体向内螺旋状扩散，形成一个约土星大小的紧凑吸积盘。
这个盘子变得极度超热，温度远高于太阳表面。
由于双星系统从地球视角是食的，天文学家可以反复观测一颗恒星从另一颗恒星前方掠过。这种排列为精确测量恒星性质提供了难得的机会。
“因为系统遮蔽了我们的视线，我们实际上是在每绕一圈轨道时看到一颗恒星在另一颗前滑动，从而以一种几乎无法在如此奇异天体中获得的精确度来称重和测量这对恒星，”奇克尔斯解释道。
引力波天文学的未来目标
除了震撼的视觉效果，这一发现可能对引力波研究的未来产生重大影响。
该系统被认为是即将被LISA探测的有前景候选者，LISA是即将到来的太空天文台，旨在研究地面探测器如LIGO无法覆盖的引力波频率。
虽然LIGO已经探测到数百次涉及黑洞和中子星的引力波事件，但LISA预计将观测到由更小致密系统产生的更微妙的涟漪，包括绕行的白矮星。
该任务计划于2030年代发射，可能让天文学家能够前所未有地研究像ATLAS J1013−4516这样的双星。
“这个系统是LISA应该直接检测的二元系统中的短名单，”奇克尔斯说。“如果我们已经找到这么极端的，可能还有更多藏在我们已有的档案中;我们只是需要更好的方法去寻找。”
为什么这很重要
ATLAS J1013−4516的发现不仅是恒星毁灭的戏剧性例子。它为天文学家提供了一个罕见的自然实验室，研究致密恒星在已知极端引力条件下的行为。
通过观察一颗白矮星如何在如此密集的轨道中撕裂另一颗白矮星，科学家们可以完善恒星演化、双星相互作用和质量传递物理的模型，这些模型至今仍被理解得很有限。
该系统还凸显了档案数据和先进分析技术日益重要性的地位。在多年天文观测中，可能隐藏着更多奇异的双星等待被发现。
最重要的是，ATLAS J1013−4516可能很快成为有史以来观测到的最清晰的白矮星引力波源之一。如果未来的任务如LISA能直接探测到它，天文学家将获得一种全新的方式来研究这些超致密系统——不仅仅是通过光，而是通过时空本身的涟漪。
研究详情
Emma T. Chickles 等，《8.56分钟轨道周期质量传递双星的日食》，《天体物理学杂志》（2026年）。DOI：10.3847/1538-4357/ae4871
