两颗孤独的死亡恒星打破X射线规则, 暗示奇异的新天体类别

这两颗天体所做的不仅仅是给天文目录增添新条目——它们正在挑战关于白矮星的一个基本假设。

当像太阳这样的恒星走到生命尽头时，它们会坍缩成一种名为白矮星的超高密度天体——这些恒星余烬大小与地球相仿，质量却与太阳相当。多年来，天文学家一直认为，如果这类残骸发出X射线，那一定是因为它们身处双星系统，正在从邻近的伴星那里吸取气体。这种“进食”过程被认为是确凿的证据。

然而，两颗不寻常的天体——“甘道夫”和“月球大小”——正在挑战这一观点。尽管完全孤立存在，两者都发出X射线，这迫使科学家重新思考是什么驱动了这些辐射。“我们在任何白矮星身上都从未见过类似的东西，”其中一项研究的第一作者、奥地利科学技术研究所的博士生安德烈·克里斯泰亚说道。

一个难以归类、令人困惑的天体

故事始于“甘道夫”，这个天体由一组研究人员于2025年首次研究。早期观测提示其周围存在物质，这自然让研究者假设它一定属于一个双星系统。然而，这个假设很快遇到了麻烦。“甘道夫”每六分钟自转一圈，对于这样的天体而言速度极快。在已知的双星系统中，恒星与其伴星的运动往往会随着时间同步，就像月球轨道与地球自转相匹配一样。但是，这里探测不到任何伴星，而且自转速度太快，无法与任何已知的轨道系统匹配。这种错位给科学家带来了一个根本性的矛盾——存在明显的活动迹象，却没有可见的伙伴来解释它。对其光线的进一步分析揭示了更奇怪的现象。

“我们看到了氢发射光谱，呈现出双峰特征，像猫耳朵一样。通常，这种特征表明存在一个围绕并合残骸的物质盘。然而，通过更仔细地检查信号，我们意识到，在残骸六分钟的自转周期内，这个双峰信号在两个峰值之间交替变化，”克里斯泰亚说。

这种模式指向一个不寻常的结构：不是一个完整的盘，而是一个环绕恒星的半环状物质。这种不对称结构只有在恒星的磁场既极其强大又分布不均的情况下才能存活下来。这使得“甘道夫”被归入一个罕见的类别——并合残骸，由两颗恒星碰撞合并而成。即便在这些罕见天体中，它的性质也极为突出，使其成为有史以来观测到的最不寻常的白矮星之一。

来自不同时代的孪生兄弟

另一个此前已被识别、昵称为“月球大小”的天体，为这个谜题增添了关键的一块拼图。它最早于2021年被报道，后在2025年的研究中被重新分析。这颗残骸将近似太阳的质量塞进了月球大小的天体内，因此密度极高。

尽管位于完全不同的空间区域，“月球大小”与“甘道夫”共享一系列惊人的特征。两者都质量极大、磁性极强、自转极快。两者都没有任何伴星的证据，而且都发出X射线——这种意想不到的组合将它们联系在了一起。

与此同时，它们的差异暗示了一个可能的演化序列。“甘道夫”看起来相对年轻，形成于大约6000万至7000万年前，并且仍然被物质包围，这些物质为明亮的X射线辐射提供燃料。“月球大小”则古老得多，其并合事件可追溯到大约5亿年前，并且没有明显的周围物质迹象。它的X射线输出也弱了大约100倍。这种对比表明，“月球大小”可能代表了这类天体生命中的后期阶段，逐渐失去了曾经为更强辐射提供动力的物质或能量来源。

当死亡的恒星打破自己的规则

这两颗天体所做的不仅仅是给天文目录增添新条目——它们正在挑战关于白矮星的一个基本假设。没有伴星却发出X射线，这是意料之外的，现有模型也难以完全解释。根据研究作者的说法，目前正在探索几种想法，其中包括一种可能性：一颗快速旋转、强磁化的残骸可以自行从其表面拉取物质。

“这是我最喜欢的情景，因为它只涉及白矮星本身，而不需要来自恒星残骸外部的物质，”2025年研究的第一作者、ISTA博士生阿尤什·德赛说。

另一种想法是关于原始恒星碰撞后留下的碎片，经过数百万年缓慢落回恒星表面。

目前，没有任何单一解释能符合所有观测结果。由于已知的例子只有两个，它们共享的哪些特征真正定义了这类新天体也尚不清楚。下一步是找到更多这样的天体，让天文学家能够检验相关想法并识别出模式。

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