天文学家刚刚在地球附近发现了四颗隐藏的白矮星

四颗邻近的白矮星被发现隐藏在明亮红矮星伴星身旁的“显眼处”。哈勃望远镜的紫外观测最终揭示了这些长期隐藏的恒星遗迹,其中包括一颗距离仅25光年、耗时近三十年才得以确认的白矮星。这些发现与长期以来的预测相吻合,表明我们所在的银河系区域可能还存在更多尚未被发现的白矮星双星系统。

这些发现是由华威大学和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员取得的。他们的研究结果发表在《皇家天文学会月刊》(MNRAS)上。

被较亮伴星遮蔽的白矮星

每颗白矮星都与一颗红矮星相伴运行。由于红矮星看起来更大、更亮,因此在可见光波段观测时,这些系统看起来就像只包含一颗恒星。

新的观测揭示,这四颗附近的红矮星都隐藏着白矮星伴星。

第一作者、华威大学研究员Mairi O'Brien博士表示:“附近的孤立白矮星通常很容易发现,但我们无法在可见光波段直接看到这四颗恒星,因为它们的红矮星伴星掩盖了它们的光芒。这提醒我们,即使在我们自己的宇宙后院,只要用正确的方式、在正确的波段进行观测,我们仍然可以发现惊喜。”

天文学家花费数十年时间仔细编目太阳附近的恒星,但此类系统中的白矮星仍然难以探测。这四个系统之所以引起关注,是因为其可见恒星表现出了明显的径向摆动。

 

当一颗恒星在绕其运行的不可见大质量天体的引力牵拉下,略微靠近和远离地球时,就会产生这种运动。这种摆动表明每颗红矮星都拥有一颗隐藏的伴星。

哈勃紫外数据揭示了恒星真容

研究人员利用哈勃太空望远镜的紫外光谱仪数据,对这四个系统进行了更详细的研究。

白矮星通常在紫外波段更容易识别。然而,红矮星会产生强烈的耀斑,模拟白矮星的紫外信号,这增加了确认工作的难度。

为了将真实信号与恒星耀斑的影响区分开来,研究团队开发了专门的校准方法。分析结果正式证实,所有四个系统均包含白矮星。

隐藏27年的白矮星

其中一个名为 G 203-47 的系统尤其令人费解。尽管它距离地球仅25光年,但天文学家在首次探测到其径向摆动后,历时27年才确认了其中隐藏的白矮星。

 

该天体目前被认定为距离太阳第九近的白矮星。

G 203-47 的表现也不同于类似的双星系统。尽管其红矮星每14.9天绕白矮星公转一周,但其自转一周却需要100多天。

在正常情况下,两颗轨道距离较近的恒星之间的引力相互作用,预计会通过潮汐锁定使其运动同步。月球和地球就是一个熟悉的例子,月球总是同一面朝向地球。

然而在 G 203-47 中,红矮星的自转速度过慢,无法与其轨道同步。

合著者、科罗拉多大学博尔德分校研究助理David Wilson博士表示:“令人着迷的是,如果 G 203-47 的形成方式与类似系统相同,它的自转速度不应如此缓慢。这表明这些双星拥有截然不同的演化历史。有些双星在早期经历了剧烈且持久的相互作用,从而实现了潮汐锁定。而像 G 203-47 这样的其他双星,则经历了更温和、更短暂的相互作用,导致它们处于这种不寻常的状态。”

关于双星演化的线索

G 203-47 的异常自转表明,并非所有的白矮星与红矮星对都是通过相同的过程演化而来的。

某些系统在其演化早期可能经历了漫长而剧烈的相互作用,导致恒星被潮汐锁定。而另一些系统的相互作用时间可能较短且力度较弱,导致其自转未能同步。

这四项发现还使天文学家能够修正20秒差距(约65光年)范围内白矮星的普查数据。

此前的种群模型预测,该区域应存在约4到5个轨道距离较近的白矮星与红矮星系统。研究人员确切识别出了4个,与理论预测值高度吻合。

附近可能存在更多隐藏的白矮星

这些发现可能并未揭示全貌。大多数邻近红矮星尚未经过系统性排查,以寻找隐藏的白矮星伴星。

华威大学天文学与天体物理学小组的Pier-Emmanuel Tremblay教授表示:“在20秒差距范围内的红矮星中,只有约30%经过了针对隐藏白矮星伴星的系统性巡天。我们认为,在我们的邻近恒星环境中,可能还有多达9或10个双星系统尚未被发现。如果我们投入更多精力有针对性地观测红矮星,或许会发现更多类似的惊喜。”