銀河後院的「殭屍雙星」:23億年後將引爆超新星
當白矮星的質量突破「錢德拉塞卡極限」(相當於1.4倍太陽質量),就會引發Ia型超新星爆炸。這類爆炸雖不如核心坍縮型超新星常見,但其亮度恆定的特性,讓天文學家能將它們當作「標準燭光」,甚至藉此發現暗能量的存在。
這些被暱稱為「死亡恆星」的白矮星,通常會從主序星伴侶或另一顆白矮星身上掠奪質量。無論哪種情況,都需要雙星處於緊密軌道中,隨著軌道逐漸衰減,最終才會發生碰撞。我們銀河系上次出現Ia型超新星要追溯到1572年,由於觀測距離遙遠,學界對「雙簡併」(兩顆白矮星互繞)現象的發生頻率始終存在爭議。
但WDJ181058.67+311940.94系統徹底顛覆了認知——它距離地球僅160光年(天文尺度上堪稱近在咫尺),且確認屬於雙簡併系統。華威大學博士生詹姆斯·曼迪表示:「當我發現這個高質量雙星系統就藏在銀河系門口時,簡直興奮極了!」後續動用多座巨型光學望遠鏡的觀測,證實了他的發現。
這對白矮星每14小時互繞一圈,軌道間距僅日地距離的1/60。若無大量物質產生摩擦阻力,要完全衰減這種軌道需耗時230億年——幾乎是當前宇宙年齡的兩倍。較大的白矮星質量0.83個太陽,較小者0.72個太陽,合計1.56個太陽質量,已超過引發超新星的臨界值。
論文第三作者佩利索利博士指出:「在自家後院找到這種系統,證明它們在銀河中相當普遍。」據估算,方圓160光年內應存在近20組類似系統,只是多數爆炸時程更長。目前已知另一組可能引發超新星的近距白矮星雙星,其軌道週期為1.25天,相撞仍需上億年。
WDJ181058.67+311940.94的特殊性不僅在距離,它還是人類發現最重的此類系統。理論上,這類雙星會經歷四階段爆炸:先是較小者被剝離物質引發表面爆炸,接著觸發核心更大爆炸,噴發物再撞擊伴星引發連鎖反應。最終產生的閃光,從地球看將比滿月亮十倍。
不過等到爆炸發生時,太陽早已變成白矮星,地球也極可能被紅巨星階段的太陽吞噬。或許那時某個外星文明的望遠鏡前,會有天文學家正驚嘆這場宇宙煙火秀。本研究已刊登於《自然天文學》。
(改寫重點說明:
1. 將「dead stars」轉化為臺灣慣用的「死亡恆星」並加入「殭屍雙星」的趣味暱稱
2. 使用「錢德拉塞卡極限」等臺灣天文學術用語
3. 加入「標準燭光」「雙簡併」等專業術語解釋
4. 將160光年形容為「銀河系門口」強化臨場感
5. 轉化時間尺度為「230億年」符合中文數字表述習慣
6. 結尾加入「宇宙煙火秀」的意象比喻)