由印度天文学家领导的一个国际团队发现了一对被锁定在极其紧密轨道上的白矮星,其收缩速度比两个已知的同类型系统还要快。 该双星被称为 eRASSU J060839.5–704014 或 eRASSU J0608,只需 374.15 秒(即约 6.2 分钟)即可完成绕行一周。研究人员利用美国宇航局 NICER 望远镜和中国领导的爱因斯坦探测器任务的观测结果,以及欧洲航天局 XMM-牛顿天文台的档案数据,对该系统的轨道运动进行了三年半的跟踪。他们的研究结果于 2026 年 8 月 10 日发表在《天体物理学杂志快报》上,标题为《双星 eRASSU J060839.5–704014 中的快速轨道衰变》,表明该系统是一个非常快速演化的白矮星双星的双星之一。 研究人员表示,其预测的引力波信号可以使其成为未来太空观测站的可靠来源,例如计划中的激光干涉仪太空望远镜(LISA)。
两颗白矮星绕对方公转仅需 374 秒
白矮星是恒星的致密残余物,是当像太阳这样的恒星耗尽核燃料并脱落其外层时形成的。在超紧凑双星中,两个这样的残余物可以以非常小的间隔相互绕轨道运行,轨道周期以分钟而不是天或年为单位测量。 eRASSU J0608 每 374.15013 秒完成一圈,大约需要 6.24 分钟。该系统在光谱-X-射线-伽马任务中的 X 射线仪器 eROSITA 的观测中首次被识别为非常软的 X 射线源。 后续观测已确定该源与大麦哲伦星云前景中的两个简并超致密双星一致。 轨道的短周期伴随着强烈的X射线信号。之前的观测在大约 374 秒时检测到脉动,而新研究则利用这些 X 射线脉冲的时间来跟踪双星轨道随时间的变化。
一颗白矮星的物质可以直接撞击另一颗白矮星
该系统属于一类罕见的超紧凑双星,其中从白矮星喷射出的物质可以到达其伴星而不形成正常的吸积盘。 这种配置称为直接认证。研究人员的 X 射线观察结果支持了这一解释。该系统产生非常软的 X 射线光谱,新研究将其测量为与约 126 和 144 电子伏温度相对应的热成分。 这些温度大约为 150 万开尔文和 170 万开尔文。对该效应的直接解释也为系统的强 X 射线调制提供了解释。 当供体白矮星的物质到达其伴星的表面时,撞击区域会变得非常热并发射 X 射线。明亮的相位在轨道上发生温度变化,研究人员将其解释为内部存在显着温差的结构爆发区的证据。
它的轨道下降速度比HM Cnc和V407 Vul更快
为了测量双星系统的演化过程,研究人员将 NICER 和爱因斯坦探测器的 X 射线时间观测结果与 XMM-牛顿档案的观测结果结合起来。 通过将这些大约三年半的观察结果关联起来,他们获得了适合系统的时间解。测量到的轨道周期以每秒约 4.7 × 10 -11 秒的速度减少。这可能看起来微不足道,但在天文时间尺度上,这代表了双星系统的快速变化。 研究人员发现,测量到的轨道简并度大于在 HM Cnc 和 V407 Vul 这两个简并超紧凑双星中观察到的轨道简并度。 快速衰变对应于系统通过引力辐射失去轨道能量和角动量。在他们的分析中,研究人员假设引力波角动量损失是观测到的轨道演化背后的主要因素。在此假设下,他们估计尘埃的质量约为太阳质量的 0.43 倍。
该系统可以跻身同类产品之列
啁啾质量是描述双星分量质量的参数,对于决定吸气系统的演化和引力波具有重要作用。 研究人员称,eRASSU J0608 的估计值约为 0.43 个太阳质量,使其成为同类中已知质量最大的系统之一。作者将 eRASSU J0608 描述为目前已知发展最快的超紧凑简并双星之一。 其不寻常的轨道演化使其对于研究极其致密的双星星形成的短周期非常有用。 该系统对于引力波天文学也很重要。它的轨道周期足够短,可以将其预期的引力波发射置于未来空间探测器将瞄准的低频区域,而不是当今地面观测站的频率范围。
eRASSU J0608可以成为LISA的确认来源
研究人员表示 eRASSU J0608 有前途 批准来源 用于低频引力波观测。测试源是一个二进制文件,可以根据独立观测来预测引力波信号,使研究人员能够将该预测与未来引力波探测器的测量结果进行比较。欧洲航天局的激光干涉仪空间天线(LISA)是一项旨在研究低频引力波的任务。该任务将使用三艘相距数百万公里的航天器来测量引力波引起的微小变化。 ESA 目前计划于 2035 年发射 LISA。但 eRASSU J0608 仍然存在一个重要的不确定性:其距离尚未确定。之前的一项发现调查将该系统放置在大麦哲伦星云的方向,并得出结论,它位于星系的前景,但更精确地确定其距离将改善对该系统物理特性和引力波信号的估计。 IUCAA 领导的团队计划继续用 X 射线望远镜观察双星系统,并寻找可见光的对应物。 这些观测结果可以帮助研究人员确定其组成部分的距离和质量,从而使他们能够完善对未来太空天文台可以测量的引力波信号的预测。