食星现象或为天文学重大谜团提供答案

2026年4月5日

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艺术家概念图

科学家们已将一类神秘的重复宇宙信号与一颗正在从邻近恒星窃取物质的白矮星联系起来。这一突破不仅解决了一个长期存在的天文学难题,还为理解银河系中类似的信号提供了一个强大的新工具。(艺术家概念图。)来源:SciTechDaily

一颗被观测到正在吞噬其伴星的恒星终于揭示了银河系中一些最神秘重复信号的来源。

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由悉尼大学科学家领导的国际研究团队发现了迄今为止最有力的证据,解释了一种令人困惑的宇宙信号的起源。他们的研究还揭示了一个罕见的恒星系统,为研究宇宙中一些最极端的条件提供了独特的机会。

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利用CSIRO的ASKAP射电望远镜,研究人员发现一颗致密的白矮星正在从其更大的伴星那里吸积物质。当被吸积的物质螺旋状向白矮星靠近时,该系统会以每1.4小时的重复周期产生强烈的无线电波和X射线爆发。

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这些研究结果发表在《自然天文学》上。

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吸积白矮星示意图。图片来源:卡尔诺克斯(澳大利亚引力波研究中心、斯威本科技大学)和约书亚普雷斯顿普里查德(澳大利亚联邦科学与工业研究组织)

第一作者Kovi Rose是悉尼大学物理学院及澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的博士生,他表示,这一发现首次为被称为长周期射电暂现源的神秘天体类别提供了经确认的解释。这些异常信号仅在银河系的少数几个位置被探测到。

我们首次精确定位了这些信号的来源,确认其为一颗‘激变变星’,即吸积白矮星。罗斯先生表示。

长期射电暂现源多年来一直困扰着天文学家,罗斯先生表示。我们目前只发现了大约十几个,它们的起源一直不明。现在,我们已经能够证明其中一个暂现源的来源是一颗白矮星正在从其伴星中积极吸积物质。

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澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的ASKAP射电望远镜位于瓦贾里亚马吉人传统领地。图片来源:亚历克斯切尔尼。

罕见的双星系统被发现

新发现的天体ASKAPJ1745−5051由一颗白矮星和一颗红矮星组成,它们被锁定在一个极其紧密的轨道上。虽然这颗白矮星大小与地球大致相当,但其质量却几乎与太阳相当。它的伴星体积大得多,但质量仅约为太阳的十分之一。

这两颗恒星彼此环绕一周仅需一个多小时。

当红矮星的气体流向白矮星时,它会被剧烈加热并发出X射线。与此同时,涉及恒星磁场的相互作用会产生规律的射电爆发,形成天文学家观测到的重复信号。

罗斯先生说:这些辐射都与该系统的轨道运动有关。但有趣的是,无线电信号和X射线信号的峰值时间并不相同,这表明它们是在系统的不同区域产生的。

研究人员认为,射电爆发起源于两颗恒星的磁场与从伴星剥离的带电物质流相互作用的地方。这些相互作用产生了高度聚焦的射电发射束。

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悉尼大学的第一作者科维罗斯站在白矮星双星插图前。图片来源:卡尔诺克斯

解开长周期射电暂现源之谜

当长周期射电暂现源首次被发现时,一些天文学家曾怀疑它们可能是被称为脉冲星的缓慢旋转中子星。然而,目前的理论表明,旋转如此缓慢的中子星应该无法产生这些信号。

新发现支持另一种解释。至少有一些长周期射电暂现源似乎来自包含白矮星的双星系统。

此前,一些类似的天体已被与双星系统联系起来,但这是我们首次能清晰看到两颗恒星及正在进行的吸积过程的案例,悉尼大学物理学院院长、澳大利亚研究理事会引力波发现卓越中心(OzGrav)首席研究员墨菲教授表示。

该系统也是已知的第二个能产生规则X射线的长周期射电暂现源。这是科学家首次确认其重复模式确切成因的案例。

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位于西澳大利亚瓦贾里亚马吉地区的CSIRO默奇森射电天文观测站(InyarrimanhaIlgariBundara)的ASKAP射电望远镜。图片来源:AlexCherneyCSIRO

一块用于未来发现的宇宙罗塞塔石碑

ASKAPJ1745−5051是由澳大利亚国家科学机构CSIRO拥有和运营的ASKAP射电望远镜探测到的。ASKAP的灵敏度、分辨率和广域天空覆盖能力相结合,使天文学家能够探测到原本可能被忽略的异常信号。

研究人员认为,新发现的系统可能成为理解其他长周期射电暂现源的重要参考点。

这个系统为我们提供了一种解码这些信号的方法。它可以帮助我们确定其他长周期暂现源更像脉冲星还是白矮星系统,就像一块恒星版的罗塞塔石碑,罗斯先生说,他指的是在埃及发现的那件帮助古象形文字的考古文物。

这项发现还为研究地球上实验室无法重现的物理过程打开了一扇窗。科学家们可以利用该系统研究物质在强磁场和强引力作用下的行为。

这些系统是天然实验室,罗斯先生说。它们让我们能够测试我们对物质在强磁场和强引力作用下如何表现的理解。

未来计划的观测

该团队计划结合使用射电、光学和X射线望远镜继续研究这个系统。未来的观测将帮助研究人员更好地理解这些辐射是如何产生的,以及类似过程是否能解释更广泛的长周期射电暂现源群体。

每一项新发现都在帮助我们拼凑出更完整的图景,罗斯先生说,我们才刚刚开始了解这类新的宇宙事件。

参考文献:10.1038/s41550-026-02882-x

国际合作包括来自澳大利亚、美国、加拿大、西班牙和以色列的研究人员。观测使用了澳大利亚联邦科学与工业研究组织的ASKAP和澳大利亚望远镜致密阵列、南非的MeerKAT射电望远镜、智利的SOAR和麦哲伦光学望远镜,以及Swift(紫外X射线)和爱因斯坦探针(X射线)空间望远镜。

作者声明无利益冲突。本研究的资金由澳大利亚研究委员会引力波发现卓越中心(OzGrav)、美国国家航空航天局(NASA)、阿尔弗雷德P斯隆基金会、物理学哈里梅塞尔教授研究奖学金捐赠基金、欧洲研究理事会和奖学金委员会提供。

相关知识

食星恒星一般指存在食现象的双星系统中的恒星。在这类系统里,两颗恒星围绕共同质心运转,当其中一颗周期性遮挡另一颗时,观测到的系统亮度会出现规律性下降,这就是食现象。通过研究食双星,天文学家能精确测量恒星的质量、半径等关键物理参数,对理解恒星演化有重要意义。

BY: CSIRO
FY: AI
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翻译:AI

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-零度星系

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美观:天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://scitechdaily.com/a-cannibal-star-finally-solves-one-of-astronomys-biggest-mysteries/

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