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翻译：杨幸允
校对：牧夫校对组
编排：胡暖暖
后台：朱宸宇
原文链接：https://aasnova.org/2025/02/28/record-breaking-pulsating-white-dwarf-discovered/
艺术家构想下两颗将要并合的白矮星。一些超大质量的白矮星可能是两颗小质量白矮星并合的结果。图片来源：欧南台和卡尔萨达（L. Calçada）
研究人员发现了迄今为止脉动最丰富的超大质量白矮星——这是一个以19个不同模式脉动、结晶化的恒星遗迹。这一发现为今后研究白矮星的内部结构和化学成分铺平了道路。
01
在不稳定带的恒星遗迹
小白矮星天狼星 B 隐藏在其更大、更亮的伴星天狼星 A 的强光中。图片来源：美国国家航天局、欧洲空间局、空间望远镜研究所的邦德（H. Bond）和莱斯特大学的巴斯托（M. Barstow）
当一颗质量大约小于太阳八倍的恒星走到生命尽头时，它会留下一颗白矮星：一个大小与地球相当、结晶的恒星内核。白矮星的初始温度通常高于105开尔文，随着时间的推进它会慢慢冷却下来。当白矮星冷却到 13000开尔文左右的温度时，它们可能会进入不稳定带（instability strip）：一个会引起脉动的温度和光度的甜区。
通过观测白矮星的脉动，研究人员可以窥探恒星内部，精确地测量它的质量并确定其化学成分和内部结构。这些测量结果对于了解超大质量白矮星——质量至少比太阳大 10%的白矮星——的起源至关重要。超大质量白矮星可能是由质量最大的白矮星前身星的演化形成的，也可能是两颗质量较小的白矮星合并的结果。
02
寻找大质量脉动星
目前为止，研究人员只探测到了屈指可数的超大质量白矮星的脉动。在这些已知的脉动星中，只有一颗被探测到八种脉动模式的脉动星提供了足够详细、能让天文学家研究白矮星内部的数据。阿根廷拉普拉塔天体物理研究所的弗朗西斯科·德赫罗尼莫（Francisco De Gerónimo和合作者们的目标是通过搜寻超大质量白矮星中的脉动来获得更多关于这些天体数据。
德赫罗尼莫和合作者们的搜寻计划从罗列距离太阳326光年范围内的12000多颗白矮星开始。为了找到可能发生脉动的超大质量白矮星，研究团队从这份清单中选出了质量至少和太阳一样大、温度处于不稳定带的白矮星。
03
未来发现的燃料
德赫罗尼莫团队的论文重点研究了他们用10.4米的加那利大型望远镜（Gran Telescopio Canarias）和阿帕奇天文台的3.5米天体物理研究会望远镜（Astrophysical Research Consortium telescope）观测到的白矮星样本中的WD J0135+5722。通过对数小时的观测的（光变曲线）数据进行傅里叶变换，研究团队提取出了这颗白矮星脉动的周期和幅度。
德加那利大型望远镜观测的WD J0135+572的光变曲线的傅里叶变换。图片来源：德赫罗尼莫等人。
德赫罗尼莫等人在WD J0135+5722中总共观测到了19种不同的脉动模式，其周期从137秒到1345秒不等。这是迄今为止在超大质量白矮星中探测到的最多的脉动模式；这个发现为详细研究白矮星的化学成分和内部结构打开了大门。
虽然这项研究还需要后续的补充，但德赫罗尼莫的研究小组已经能够根据现有数据估算出白矮星的质量。由于他们不确定WD J0135+5722的核的化学成分，研究团队使用了几个模型来估算它的质量。如果它的核像天文学家预想的超大质量白矮星那样由氧和氖构成，那它的质量为1.118个太阳质量。如果它的核的是可能性较小的碳和氧，那么它的质量就更大，为1.135个太阳质量。
论文原文：https://doi.org/10.3847/2041-8213/adad73
责任编辑：郭皓存
牧夫新媒体编辑部
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