撰文：布兰登.斯派克特                  2022年10月5日

艺术家对一颗白矮星从其类似太阳的伴星吞噬物质的描绘

图片：NASA/JPL Caltech

一对恒星会有不良关系吗？今天（10月5日）发表在《自然》杂志上的研究表明，当你了解新发现的恒星系统ZTF J1813+4251时，不妨考虑一下这一点。 这是一对紧密相连的恒星，它们对彼此的控制如此专横，以至于每51分钟就完成一次彼此的完整轨道，这是迄今为止在任何双星系统中探测到的最短轨道。

天文学家在武仙座，发现了距太阳约3000光年的紧贴着的恒星系统，同时对超过10亿颗恒星的数据库进行了梳理。在那里，一颗与木星质量大致相同的明亮的类太阳恒星，在白矮星的陪伴下度过了它最后的健康岁月。白矮星是一颗曾经强大的恒星的枯萎的外壳，从技术上讲，它已经死亡并燃烧完燃料。但是，在恒星坟墓之外，白矮星的引力继续从类似太阳的恒星大气中吸走氢，慢慢缩小了较大的恒星，加速了其不可避免的毁灭。

这在天文学中并不罕见；银河系中50%以上的恒星都是由两颗或更多恒星组成的双星对，它们共享一个共同的重心，同时相互夺取宝贵的燃料。然而，天文学家发现，很少有双星系统的轨道周期短于一小时，尤其是包括大型类太阳恒星在内的双星系统，它们需要花费数小时才能完成一个轨道。当天文学家看到武仙座上的两颗恒星每隔51分钟就会相互遮挡一次，他们知道自己偶然发现了一些奇怪的东西。

“这颗恒星看起来像太阳，但太阳不能进入一个短于8小时的轨道——这是什么？”该研究的主要作者，麻省理工学院物理学家凯文·伯奇在一份声明中说。

在他们的新论文中，研究人员给这种奇怪的事物起了一个名字。根据研究作者的说法，这些恒星属于一种罕见的双星系统，称为“灾难变星”。当白矮星和类太阳恒星在数十亿年的时间里越来越靠近时，白矮星就会吞噬其同伴的物质，从而形成这些系统。作者说，当白矮星吞噬时，它会引发巨大的耀斑，这些耀斑从远处出现，就像超新星爆炸或其他类型的宇宙灾难。

研究人员长期以来一直怀疑，如果给予足够的时间，像这样的恒星能够达到令人难以置信的短轨道周期。可以说，这只有在恒星系统过渡到新的吞噬时才可能实现；一旦饥饿的白矮星从伴星大气中剥离完氢气，它就开始吞噬伴星裸露核心中的氦。由于氦的密度和重量都比氢大，类太阳恒星的核心质量，应该足以与其白矮星伴星保持在超紧密的双星轨道上。

根据研究作者的说法，武仙座的这个奇怪的恒星系统，似乎正处于这样一个过渡阶段，而且该系统的轨道周期，只会变得越来越紧和越来越短。通过计算机模拟，该团队计算出，在大约7000万年后，这两颗恒星将彼此靠得很近，其轨道将下降到只有18分钟，这比所见过的任何恒星系统都要短。

研究小组表示，从那时开始，质量损失将导致类太阳恒星膨胀而不是收缩，这两颗恒星最终将在未来数亿年内开始漂移。届时，这对双星的轨道周期将稳定在大约30分钟的低水平，在大恒星烧毁之前，为双星在最后的几年里提供一些急需的空间。

虽然这种二元关系已被理论化，但据研究作者称，这项新的研究标志着它首次在实践中被发现。博奇说，这回答了一个关于灾难性变星系统轨道极限的“大开放问题”，并将为今后的进一步研究提供大量素材。

至于大恒星是否处于不良的关系？也许最好在几亿年后再问一次。