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“我们发现了前所未见的现象”——一颗死亡恒星正在产生一种本不该存在的冲击波

2026-09-25 13:58:08 前沿信息 阅读

一颗无可探测星盘的死亡白矮星,不知何故产生了一股似乎已持续至少1000年的强大激波。其磁场可能是部分原因,但天文学家表示,一种无法解释的“神秘引擎”可能也在发挥作用。

这一发现令人费解,因为基于已知机制,这个微小的恒星残骸应该无法在其周围产生所观测到的结构。这一出乎意料的发现挑战了目前关于死亡恒星如何与其周围环境交换物质和能量的观点。

“我们发现了前所未见的东西,更重要的是,这完全出乎意料,”英国杜伦大学副教授、发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)上的该研究的共同通讯作者西蒙·斯卡林吉(Simone Scaringi)说道。

“我们的观测揭示了一股强大的外流,而根据我们目前的理解,它本不该出现在那里,”波兰华沙尼古拉·哥白尼天文中心的博士后研究员、该研究的共同通讯作者克里斯蒂安·伊尔凯维奇(Krystian Ilkiewicz)说道。

天文学家使用“外流”(outflow)一词来描述从太空中某个天体喷射出的物质。

死亡恒星周围的激波

RXJ0528+2838距离地球约730光年。与太阳和其他恒星一样,它围绕银河系中心运行。当它在太空中移动时,会遇到恒星间的气体,从而产生一种被称为弓形激波的激波。

 

英国华威大学研究员、该研究的合作者诺埃尔·卡斯特罗·塞古拉(Noel Castro Segura)将其描述为“一个弯曲的物质弧,类似于船头前方积聚的水波。”

弓形激波通常是在恒星向外流动的物质撞击其周围环境时产生的。然而,在RXJ0528+2838的案例中,天文学家无法找到任何已知过程能够完全解释他们所观测到的现象。

没有吸积盘的白矮星

RXJ0528+2838是一颗白矮星,即垂死的低质量恒星残留的核心,并且有一颗类太阳伴星围绕它运行。

在像这样的双星系统中,物质可以从伴星上被剥离并转移到白矮星上。这些物质通常会在死亡恒星周围形成一个吸积盘。吸积盘为白矮星提供物质,同时一些物质也可能以强大的外流形式被抛回太空中。

RXJ0528+2838则有所不同。天文学家没有发现这种吸积盘的任何证据,这使他们无法用通常的理论来解释其外流和周围的星云。

 

“一个本应安静、无吸积盘的系统竟能驱动如此壮观的星云,这种惊讶是那种罕见的‘哇’时刻之一,”斯卡林吉说。

VLT观测确认源头

这一不寻常的结构最初是在西班牙的艾萨克·牛顿望远镜拍摄的图像中被注意到的。其奇特的外观促使研究人员使用欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VLT)上的MUSE仪器对其进行了更深入的调查。

“通过ESO的MUSE仪器进行观测,我们能够详细绘制弓形激波的地图并分析其成分。这对于确认该结构确实源自双星系统,而不是来自无关的星云或星际云至关重要,”伊尔凯维奇解释道。

弓形激波的大小和形状表明,RXJ0528+2838至少在1000年里一直在产生强大的外流。

这就引出了另一个问题。科学家们尚不清楚一颗没有吸积盘的死亡恒星如何能长时间维持这样的外流,尽管该系统的磁场可能提供一条重要线索。

磁场可能蕴含部分答案

已知RXJ0528+2838拥有强磁场,MUSE的观测也证实了这一点。

磁场似乎没有让伴星的物质沉降成吸积盘,而是引导这些物质直接落到白矮星上。

“我们的发现表明,即使没有吸积盘,这些系统也能驱动强大的外流,揭示了一种我们尚不理解的机制。这一发现挑战了关于在这些极端双星系统中物质如何运动和相互作用的标准图景,”伊尔凯维奇解释道。

研究人员怀疑磁场可能与一个隐藏的能量源有关,斯卡林吉将其描述为“神秘引擎”。但解释仍不完整。

根据观测,这颗白矮星目前的磁场只能维持几百年的弓形激波。而该结构似乎已经存在了至少1000年,这意味着仅靠磁场还无法解释整个现象。

寻找“神秘引擎”

天文学家将需要调查更多的双星系统,以确定在没有吸积盘的情况下如何形成这些强大的外流。

欧洲南方天文台即将建成的极大望远镜(ELT)可能会发挥重要作用,它将使科学家能够更详细地研究已知系统以及更暗弱的天体。

斯卡林吉期望该望远镜“能绘制出更多此类系统以及更暗弱系统的图谱,并详细探测类似的系统,最终帮助理解那个仍无法解释的神秘能量源。”

信息来源

Story Source:

Materials provided by ESO. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Krystian Iłkiewicz, Simone Scaringi, Domitilla de Martino, Christian Knigge, Sara E. Motta, Nanda Rea, David Buckley, Noel Castro Segura, Paul J. Groot, Anna F. McLeod, Luke T. Parker, Martina Veresvarska. A persistent bow shock in a diskless magnetized accreting white dwarf. Nature Astronomy, 2026; 10 (3): 391 DOI: 10.1038/s41550-025-02748-8

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