哈勃望远镜刚刚揭露了一场罕见而剧烈的恒星碰撞

白矮星是恒星耗尽燃料坍缩后遗留的致密核心。这些地球大小的恒星余烬通常具有太阳一半的质量，由碳氧核心构成，表面覆盖氦氢外层。虽然白矮星在宇宙中很常见，但质量异常高（超过太阳质量）的个体却极为罕见且充满谜团。

华威大学天文学家在8月6日《自然·天文学》发表论文，报道了对130光年外已知大质量白矮星WD 0525+526的研究。这颗质量比太阳大20%的天体被归类为"超大质量白矮星"，其形成机制尚未完全阐明。

此类白矮星可能由大质量恒星坍缩形成。但哈勃太空望远镜的紫外数据显示，WD 0525+526存在微量碳元素从其核心上涌至富氢大气层——暗示该白矮星并非源自单一恒星。

"在可见光波段，WD 0525+526看起来只是个质量较大的普通白矮星，"第一作者、华威大学研究员Snehalata Sahu博士表示，"但通过哈勃的紫外观测，我们检测到了光学望远镜无法识别的微弱碳元素特征。"

"大气层中微量碳元素的存在表明，这颗大质量白矮星很可能是双星碰撞后的合并残骸。这也意味着可能有更多类似合并残骸伪装成普通纯氢大气白矮星，只有紫外观测才能揭示其真面目。"

通常氢氦层会像厚屏障般包裹白矮星核心，将碳等元素深埋其中。双星合并过程中，氢氦层会在恒星结合时几乎完全燃烧殆尽。合并后的恒星外层极薄，无法阻止碳元素上浮至表面——这正是WD 0525+526的现状。

共同第一作者、华威大学天文与天体物理组华威奖研究员Antoine Bédard指出："我们测得该星的氢氦层厚度仅为典型白矮星的百亿分之一。这些外层在合并过程中被剥离，使得碳元素得以显露。"

"但这个残骸很特殊：其表面碳含量比其他合并残骸低约十万倍。结合近四倍于太阳的高温，这些特征表明WD 0525+526处于合并后演化的更早期阶段。该发现有助于我们更好理解双星系统的最终命运，这对超新星爆发等相关现象研究至关重要。"

更令人费解的是碳元素如何在这颗高温恒星表面显现。其他合并残骸因演化阶段较晚、温度较低，可通过对流将碳带到表面。但WD 0525+526的温度过高无法产生对流。研究团队首次在白矮星中发现名为"半对流"的微妙混合机制，使微量碳能缓慢渗入富氢大气层。

"在单个白矮星中找到明确的合并证据非常罕见，"负责获取哈勃数据的华威大学物理系Boris Gänsicke教授补充道，"但紫外光谱让我们能在碳元素尚未于可见光波段显现的早期阶段就发现这些迹象。由于地球大气阻挡紫外线，此类观测必须借助太空望远镜，目前只有哈勃能胜任。"

"哈勃已运行35年，虽然状态良好，但我们亟需规划建造接替它的新一代太空望远镜。"

随着WD 0525+526持续演化冷却，预计将有更多碳元素浮现表面。目前其紫外辐射为研究恒星合并初期阶段提供了珍贵样本，也为双星生命终结模式确立了新基准。