兩顆孤獨(dú)的死亡恒星打破X射線規(guī)則，暗示奇異的新天體類別

這兩顆天體所做的不僅僅是給天文目錄增添新條目——它們正在挑戰(zhàn)關(guān)于白矮星的一個基本假設(shè)。

當(dāng)像太陽這樣的恒星走到生命盡頭時，它們會坍縮成一種名為白矮星的超高密度天體——這些恒星余燼大小與地球相仿，質(zhì)量卻與太陽相當(dāng)。多年來，天文學(xué)家一直認(rèn)為，如果這類殘骸發(fā)出X射線，那一定是因?yàn)樗鼈兩硖庪p星系統(tǒng)，正在從鄰近的伴星那里吸取氣體。這種“進(jìn)食”過程被認(rèn)為是確鑿的證據(jù)。

然而，兩顆不尋常的天體——“甘道夫”和“月球大小”——正在挑戰(zhàn)這一觀點(diǎn)。盡管完全孤立存在，兩者都發(fā)出X射線，這迫使科學(xué)家重新思考是什么驅(qū)動了這些輻射?！拔覀冊谌魏伟装巧砩隙紡奈匆娺^類似的東西，”其中一項(xiàng)研究的第一作者、奧地利科學(xué)技術(shù)研究所的博士生安德烈·克里斯泰亞說道。

一個難以歸類、令人困惑的天體

故事始于“甘道夫”，這個天體由一組研究人員于2025年首次研究。早期觀測提示其周圍存在物質(zhì)，這自然讓研究者假設(shè)它一定屬于一個雙星系統(tǒng)。然而，這個假設(shè)很快遇到了麻煩?！案实婪颉泵苛昼娮赞D(zhuǎn)一圈，對于這樣的天體而言速度極快。在已知的雙星系統(tǒng)中，恒星與其伴星的運(yùn)動往往會隨著時間同步，就像月球軌道與地球自轉(zhuǎn)相匹配一樣。但是，這里探測不到任何伴星，而且自轉(zhuǎn)速度太快，無法與任何已知的軌道系統(tǒng)匹配。這種錯位給科學(xué)家?guī)砹艘粋€根本性的矛盾——存在明顯的活動跡象，卻沒有可見的伙伴來解釋它。對其光線的進(jìn)一步分析揭示了更奇怪的現(xiàn)象。

“我們看到了氫發(fā)射光譜，呈現(xiàn)出雙峰特征，像貓耳朵一樣。通常，這種特征表明存在一個圍繞并合殘骸的物質(zhì)盤。然而，通過更仔細(xì)地檢查信號，我們意識到，在殘骸六分鐘的自轉(zhuǎn)周期內(nèi)，這個雙峰信號在兩個峰值之間交替變化，”克里斯泰亞說。

這種模式指向一個不尋常的結(jié)構(gòu)：不是一個完整的盤，而是一個環(huán)繞恒星的半環(huán)狀物質(zhì)。這種不對稱結(jié)構(gòu)只有在恒星的磁場既極其強(qiáng)大又分布不均的情況下才能存活下來。這使得“甘道夫”被歸入一個罕見的類別——并合殘骸，由兩顆恒星碰撞合并而成。即便在這些罕見天體中，它的性質(zhì)也極為突出，使其成為有史以來觀測到的最不尋常的白矮星之一。

來自不同時代的孿生兄弟

另一個此前已被識別、昵稱為“月球大小”的天體，為這個謎題增添了關(guān)鍵的一塊拼圖。它最早于2021年被報道，后在2025年的研究中被重新分析。這顆殘骸將近似太陽的質(zhì)量塞進(jìn)了月球大小的天體內(nèi)，因此密度極高。

盡管位于完全不同的空間區(qū)域，“月球大小”與“甘道夫”共享一系列驚人的特征。兩者都質(zhì)量極大、磁性極強(qiáng)、自轉(zhuǎn)極快。兩者都沒有任何伴星的證據(jù)，而且都發(fā)出X射線——這種意想不到的組合將它們聯(lián)系在了一起。

與此同時，它們的差異暗示了一個可能的演化序列。“甘道夫”看起來相對年輕，形成于大約6000萬至7000萬年前，并且仍然被物質(zhì)包圍，這些物質(zhì)為明亮的X射線輻射提供燃料。“月球大小”則古老得多，其并合事件可追溯到大約5億年前，并且沒有明顯的周圍物質(zhì)跡象。它的X射線輸出也弱了大約100倍。這種對比表明，“月球大小”可能代表了這類天體生命中的后期階段，逐漸失去了曾經(jīng)為更強(qiáng)輻射提供動力的物質(zhì)或能量來源。

當(dāng)死亡的恒星打破自己的規(guī)則

這兩顆天體所做的不僅僅是給天文目錄增添新條目——它們正在挑戰(zhàn)關(guān)于白矮星的一個基本假設(shè)。沒有伴星卻發(fā)出X射線，這是意料之外的，現(xiàn)有模型也難以完全解釋。根據(jù)研究作者的說法，目前正在探索幾種想法，其中包括一種可能性：一顆快速旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)磁化的殘骸可以自行從其表面拉取物質(zhì)。

“這是我最喜歡的情景，因?yàn)樗簧婕鞍装潜旧?，而不需要來自恒星殘骸外部的物質(zhì)，”2025年研究的第一作者、ISTA博士生阿尤什·德賽說。

另一種想法是關(guān)于原始恒星碰撞后留下的碎片，經(jīng)過數(shù)百萬年緩慢落回恒星表面。

目前，沒有任何單一解釋能符合所有觀測結(jié)果。由于已知的例子只有兩個，它們共享的哪些特征真正定義了這類新天體也尚不清楚。下一步是找到更多這樣的天體，讓天文學(xué)家能夠檢驗(yàn)相關(guān)想法并識別出模式。

如果朋友們喜歡，敬請關(guān)注“知新了了”！