哈勃望远镜捕捉到一次罕见的剧烈恒星碰撞

白矮星是恒星耗尽燃料后坍缩遗留的致密核心。它们通常具有地球般大小的体积，质量却相当于太阳的一半，由碳氧内核构成，表层覆盖氦和氢。虽然白矮星在宇宙中很常见，但具有极高质量（超过太阳质量）的白矮星却极为罕见且充满谜团。

在8月6日发表于《自然·天文学》的论文中，华威大学天文学家报告了对130光年外一颗已知高质量白矮星WD 0525+526的研究。该白矮星质量比太阳大20%，被视为"超大质量"天体，其形成机制尚未完全明晰。

此类白矮星可能由大质量恒星坍缩形成。然而，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升至富氢大气层——表明该白矮星并非起源于单颗大质量恒星。

"在可见光波段（人眼可感知的光线），WD 0525+526看起来只是颗质量较大但普通的白矮星，"论文第一作者、华威大学研究员斯内哈拉塔·苏哈博士表示，"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特征。"

"在大气层中发现微量碳是确凿证据，表明这颗大质量白矮星很可能是两颗恒星碰撞合并的遗迹。这也说明可能存在更多类似的合并残骸，伪装成普通的纯氢大气白矮星。唯有紫外观测才能揭示其真面目。"

通常氢氦层会像屏障般包裹白矮星内核，将碳等元素深藏其中。当双星合并时，氢氦层会在恒星结合过程中几乎完全燃尽。合并后的单一恒星形成极薄的外层，无法阻止碳元素上浮至表面——这正是WD 0525+526呈现的现象。

共同第一作者、华威大学天文学与天体物理组华威奖研究员安托万·贝达尔指出："我们测得该恒星的氢氦层厚度仅为典型白矮星的百亿分之一。这些层应在合并过程中剥离，使得碳元素如今得以显现在表面。"

"但该残骸仍具特殊性：其表面碳含量比其他合并残骸低约十万倍。低含碳量加上恒星的高温（近太阳温度的4倍），说明WD 0525+526处于合并后演化的更早阶段。此发现有助于深化对双星系统命运的理解，这对超新星爆发等相关现象至关重要。"

更令人费解的是碳元素如何能在这颗高温恒星表面显现。其他合并残骸演化时间更长，温度低至足以通过对流将碳带至表面。但WD 0525+526温度过高无法发生该过程。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，促使微量碳元素缓慢上升至富氢大气层。

"在单颗白矮星中找到确凿的合并证据实属罕见，"负责本次哈勃观测数据的华威大学物理系鲍里斯·甘西克教授补充道，"但紫外光谱能在碳元素尚不可见于光学波段时，提供早期探测能力。由于地球大气阻挡紫外线，此类观测必须借助太空设备，目前仅哈勃望远镜可完成此任务。"

"哈勃刚迎来35周年，虽仍高效运转，我们亟需规划建造最终接替它的新型太空望远镜。"

随着WD 0525+526持续演化冷却，预计将有更多碳元素随时间推移浮现表面。此刻其紫外辉光为恒星合并后最早阶段提供了罕见观测窗口，并为双星系统如何终结生命确立了新基准。