稀有的双星，证明白数十年前的猜测

银河系之中，遍布着巨细各异、颜色差别的恒星。在这些恒星中，有的像太阳一样“孤独”，有的成双成对相互旋绕，有的体系以致包罗两颗以上的恒星。

在一项最新研究中，天文学家发现了一个稀有的双星体系，这个体系有着极短的轨道周期，它的两颗恒星相互围绕一周的时长仅为51分钟！研究职员将这一稀有的发现发表在了近期的《自然》杂志上。

在十几亿颗恒星中征采

新发现的这个体系被研究团队记为ZTF J1813+4251，它是由兹维基瞬变探测器（ZTF）观测到的。ZTF是一项巡天项目，它用装载在加州帕洛玛天文台望远镜上的相机，对广阔的天空举行高分辨率拍摄。如今，ZTF已为凌驾10亿颗恒星拍摄了海量照片，并记录了这些恒星在几天、几个月、以致几年内的亮度厘革。

研究职员对海量的恒星数据举行了梳理，他们想要探求那些具有超短轨道的体系的信号，由于这些体系大概有着非常非常的动力学，应该能发出剧烈的光暴。

研究职员将留意力放在那些反复闪耀、周期小于一小时的恒星上。如许的频率通常体现在这个体系中，至少存在两个天体相互精密围绕，且此中一个天体频仍地颠末另一个，从而短暂地掩藏其光芒。

然而，如许的征采并非易事，研究职员必要在凌驾10亿颗恒星中举行筛选。因此，他们利用了一种算法来资助完成这项使命。算法筛选出了约莫100万颗每小时闪耀一次的恒星。接着，从这些信号中，研究职员通过用肉眼判断，来探求那些特殊感爱好的信号。

终极，他们锁定了ZTF J1813+4251！这是一个位于武仙座的双星体系，隔断地球约3000光年之远。

超短轨道的双星体系

研究职员利用夏威夷的凯克天文台和西班牙的加那利大型望远镜，对这个体系举行了进一步研究。

他们捕捉到了ZTF J1813+4251中的两颗恒星的多次相互重叠的场景，这使他们可以大概准确丈量这个体系中的每颗恒星的特性。他们发现，这个体系非常“干净”，换句话说，他们可以清晰地看到每次出现遮挡时的光线厘革。

如许的清晰度使得研究职员可以准确地丈量每个天体的质量和半径，以及它们的轨道周期。丈量效果表明，在这个双星体系中，此中一个天体很大概是一颗白矮星，巨细约为太阳的1/100，质量约为太阳的一半；另一个天体则是一颗靠近生命末期的类太阳恒星，巨细和质量约为太阳的1/10。这两颗恒星看起来每51分钟就会绕对方公转一次。

然而，这听起来似乎不太公道。这是一颗看起来和太阳很像的恒星，但太阳是无法被“塞”进一个小于8小时的轨道周期里的。以是，这个双星体系发生了什么特殊的变乱吗？

是激变变星！

研究职员很快就找到了一个表明。约莫30年前，一些天文学家做出过一个猜测，以为一种超短轨道的体系应该可以大概以激变变星的情势存在。

激变变星是一种较为稀有的双星体系，在这类体系中，一颗像太阳一样的恒星与一颗白矮星牢牢围绕运行。在数十亿年的时间里，两颗恒星相互旋绕渐渐靠近，当靠得充足近时，白矮星强大的引力会开始吸积类太阳恒星身上的物质。在已知的一千多个激变变星中，只有十几个的轨道周期低于75分钟。

像太阳一样的恒星在演化末期耗尽燃料时，其核心会不绝坍缩形成致密的白矮星。这幅艺术构想图描绘了一颗白矮星（右）绕着一颗更大的类太阳恒星（左）在超短轨道上旋转，形成了一个“激变”的双星体系。（图/ M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian）

研究职员推测，ZTF J1813+4251很大概是迄今为止探测到的拥有最短轨道的激变双星。根据丈量效果，研究职员对ZTF J1813+4251如今的状态，以及它在将来数亿年间将怎样演变举行了模仿。

模仿效果表明：这个双星体系中的两颗恒星现在正处于一个过渡阶段，那颗类太阳恒星正在从一个富含氢的天体过渡到富含氦的天体，它不绝在旋转，将其大气中大量的氢气“捐赠”给贪心的白矮星，它终将会燃烧殆尽，成为一个致密的富含氦的核。再过7000万年，这两颗恒星将会更加靠近，它们的相互围绕的轨道周期将紧缩到18分钟！在这之后，失去质量的类太阳恒星不会紧缩，而是膨胀，然后两颗恒星会在接下来的几亿年时间里开始分离。到其时，这两颗恒星的轨道周期将稳固在30分钟左右。

几十年前，天文学家就猜测，假如时间充足长，激变变星就会过渡到极短的轨道周期。这种环境只有当贪心的白矮星将伴星大气中的氢全部吸走，开始吞噬伴星裸露在外的核心中的氦时，才大概发生。

如今，天文学家终于初次直接观测到如许一个过渡体系。这不光证明了天文学家几十年前的猜测，而且还资助回复了关于激变变星的轨道极限的开放性标题，有助于科学家在将来几年对激变变星做出进一步研究。

#创作团队：

编译：不二北斗

#参考泉源：

https://news.mit.edu/2022/cataclysmic-pair-stars-astronomy-1005

https://www.livescience.com/cataclysmic-variable-shortest-orbital-period

#图片泉源：

封面图：M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian

首图：M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian