天文学家发现一种新型的奇怪恒星:覆盖在氦气燃烧的灰烬之中
据cnBeta:由Klaus Werner教授领导的来自图宾根大学和波茨坦大学的一个德国天文学家小组发现了一种新型的奇怪恒星。
位于亚利桑那州的大型双目望远镜和位于中国兴隆、由中国科学院国家天文台操作的大天区多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)收集的恒星样本的光谱被用来推算它们的温度、表面重力和元素丰度。
虽然正常的恒星的表面由氢和氦组成,但Wener和他的同事发现恒星的表面由碳和氧组成,是氢燃烧的灰烬--对恒星来说是一种非常奇特的成分。
然而这种情况甚至变得更加令人费解,因为这些新的恒星的温度和半径表明它们仍在其核心中燃烧氦气。
“通常情况下,我们预计具有这些表面成分的恒星已经在其核心中完成了氦的燃烧并且正在成为白矮星的路上。
然而这些新的恒星对我们理解恒星演化是一个严峻的挑战,”来自图宾根大学的Klaus Werner教授说道。
他是这项研究的论文第一作者。
据悉,这些结果发表在《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》上。
跟这篇论文同时发表在同一期刊上的还有来自拉普拉塔大学(阿根廷)和位于加兴的马克斯-普朗克天体物理研究所(德国)的一组天文学家的第二篇论文,其为它们的形成提供了一个可能的解释。
该篇论文的第一作者Miller Bertolami表示:“我们相信我们的德国同事发现的这些恒星可能是在两个白矮星之间一种非常罕见的恒星合并事件中形成。
”
我们这回到,由于引力波的发射会导致轨道收缩,恒星合并会发生在近距离双星系统的白矮星之间。
Miller Bertolami表示:“通常情况下,白矮星合并不会导致富含碳和氧的恒星的形成,但我们相信,对于以非常特殊的质量形成的双星系统,富含碳和氧的白矮星可能会被破坏并加入到富含氦的白矮星之上,从而导致这些恒星的形成。
”
然而目前还没有任何恒星进化模型能完全解释这些恒星。
正如Miller Bertolami所阐述的那样--“我们需要完善的模型来评估这些合并是否能够真正发生。
这些不仅可以帮助我们更好地了解这些恒星,而且还可以更深入地了解双星系统的后期演化以及它们的恒星在演化过程中如何交换质量。
”在天文学家为双子星的演化开发出更精细的模型之前新发现的恒星的起源将有待商榷。
下面把关键事实说清楚(全部基于中科院 / 国家天文台官方发布)。
1. 基本信息:谁、何时、何地探测器:中国科学院 “天关” 卫星(爱因斯坦探针,EP)发现时间:2025 年 7 月 2 日公布成果:2026 年 2 月 9–11 日,《科学通报》(Science Bulletin)封面论文事件编号:EP250702a(伽马暴命名 GRB 250702B)距离:约 72 亿光年,位于一个星系的外围(不在星系中心)2. 到底看到了什么(一句话版)一个中等质量黑洞(几千~几万倍太阳质量),把一颗白矮星靠潮汐力撕碎,然后吞噬掉,同时喷出接近光速的高能喷流,产生极亮 X 射线与伽马射线。
不是 “超大质量黑洞(百万~亿太阳质量)”,也不是 “恒星级黑洞(几十太阳质量)”,而是长期难找的中等质量黑洞(IMBH)。
被吃的不是普通恒星,是白矮星(致密、地球大小、太阳质量量级),非常罕见组合。
3. 为什么说是 “中等质量黑洞 + 白矮星”(三条硬证据)位置在星系外围:排除星系中心超大质量黑洞,只能是游荡的中等质量黑洞。
光变超快、超亮、衰减极快:峰值亮度:~310⁴⁹ erg/s,宇宙最亮爆发之一20 天内变暗十万倍以上整体时标比 “黑洞吃普通恒星” 短得多,只有白矮星这种致密天体才解释得通X 射线比伽马射线先亮约 1 天:喷流从黑洞附近 “打底” 再穿出,符合黑洞撕碎致密星的模型,和普通伽马暴完全不同。
4. 为什么这个发现极其重要人类首次直接观测到:中等质量黑洞吞噬白矮星,填补了观测空白。
证明中等质量黑洞真实存在、在星系外围游荡,解决 “黑洞质量断层” 难题(恒星级 ↔ 超大质量之间缺中间环节)。
白矮星被潮汐撕裂的物理过程第一次被完整记录:致密天体 + 中等黑洞,极端引力、极端密度、极端高能喷流的天然实验室。
中国 X 射线时域天文的里程碑:“天关” 卫星凭宽视场 + 高灵敏度,率先发现并触发全球跟进。
5. 简单通俗比喻想象:中等质量黑洞 = 一个质量是太阳几千倍、看不见的 “宇宙粉碎机”;
白矮星 = 地球大小、却有太阳质量的 “超致密玻璃球”;
白矮星太靠近黑洞,被潮汐力拉成面条、撕碎、掉进黑洞;
掉落过程中,物质被加速到近光速,打出高能喷流,X 射线 / 伽马射线亮到全宇宙都能看见。
6. 有没有争议?官方结论是:“极有可能”“最符合数据的解释”,不是 100% 绝对定论。
少数国际团队仍在讨论:是否是 “特殊伽马暴” 或 “黑洞吃中子星”,但主流数据强烈支持:中等质量黑洞 + 白矮星。
一句话总结:2025 年 7 月中国天关卫星发现、2026 年 2 月官宣:人类首次观测到 72 亿光年外,中等质量黑洞撕裂并吞噬一颗白矮星,是黑洞物理与高能天文的重大突破。
目前许多系外行星探索任务中都以寻找岩质行星信号为主,并且倾向于围绕类似太阳这样的G型主序星,这样的行星更符合具备外星生命并能演化至高级文明条件。
相比较之下,白矮星似乎不太可能成为宇宙生命主要的诞生地,作为低质量恒星演化的结果使得白矮星在结束氢和氦的核反应后膨胀成一颗红巨星,此时红巨星并没有足够的质量支持反应继续进行,于是外层气体层逐渐被剥离而仅剩下了核心物质,这就是白矮星。
由于白矮星依靠电子简并压力进行支撑,其具有极端的高密度,而体积并不比地球大多少。
尽管如此,科学家们仍然认为这些"僵尸恒星"周围可维持宇宙生命可居住区,满足液态水存在于行星表面,由于白矮星形成时具有极高的温度,其本身却没有能量来源,因此可以不断向外辐射热量,研究人员认为维持液体水温度的过程可达到80亿年之久,而我们的太阳系只有45亿年左右,如果让白矮星将热量全部释放变得寒冷的黑矮星,那么这个时间可能比宇宙的年龄还长,因此白矮星周围的轨道环境应该有足够的时间来诞生宇宙生命,并演化成高级文明。
在最新一项的研究中发现,位于白矮星周围可居住区轨道上的行星可获得合适波长的光,可以维持光合作用的进行。
至关重要的是,白矮星周围并不是出现太多有害的紫外线辐射,其能量辐射方式与太阳存在不同之处,而紫外线却可以杀死行星上暴露出来的生命。
根据英国公开大学研究人员卢卡福萨蒂(Luca Fossati)和他的同事们通过一项模拟实验发现白矮星周围轨道环境可支持生命的存在。
通过假设轨道上具有一颗类似于地球这样有大气层的行星存在,并模拟白矮星的各种条件,计算出源于白矮星的光达到行星表面时的能量值,尤其是紫外线波段这种损害DNA并可杀死生命的光线,他们发现紫外波段的光线抵达行星时只有地球上生命接受紫外线的1.65倍,从剂量的角度看,是非常接近地球环境的。