目前发现自旋最快的“吸血鬼恒星”正在不断缩小，并将很快爆发
一张艺术想象图，展示了白矮星从临近恒星吸取物质的过程（图片来自罗伯特•李）
想象一个场景：你吃的越来越多，体重越来越重，但是身材却变得越来越苗条。这听起来就像做梦一样不现实，尤其是当你度过各种节日之后。但是，这种场景在宇宙中却很可能真实存在。不幸的是，一颗死亡恒星的“节日大餐”将很快导致其在剧烈的超新星爆发后走向毁灭。这或许是宇宙在向我们展现“不劳而获”的悲惨结果。
我们指的是一颗特殊的白矮星：它的半径正在不断缩小，显示出其正在快速自旋，并像吸血鬼一样从临近恒星吸取物质。虽然以我们有限的寿命来衡量，它不会很快发生超新星爆发，但是从宇宙的尺度下来看，它的爆发已经迫在眉睫了。
我们正在研究的这颗白矮星（死去的恒星）是恒星HD 49798（距离地球1700光年，质量约为太阳质量的1.5倍）的伴星。天文学家从1997年就已经开始追踪这颗不断发射X射线的天体了。到了2009年，欧洲空间局在轨运行的牛顿X射线望远镜终于确认它是一颗白矮星，并将其编号为RX J0648.0–4418。
1999年发射升空，重达3.8吨的牛顿望远镜
这颗白矮星质量为太阳质量的1.2倍，是目前为止发现的自旋最快的白矮星，它每13秒就会旋转一周，比目前自旋速度排名第二的白矮星（LAMOST J0240+1952，自旋周期为25秒）快了几乎一倍。如此高速的自旋现象，是无法单独通过白矮星吞噬物质过程来解释的。
意大利国家天文物理研究所的科学家桑德罗•梅雷赫蒂通过研究证实：这颗白矮星高速自旋的原因是其正在不断缩小。
梅雷赫蒂表示：“人们对这颗不断吸积物质的致密天体最疑惑的一点是：它的质量和角动量增长的速度是比较慢的，但是其自旋速度却在不断加快。”
并且这颗白矮星的奇特之处不仅在于其自转速度，它还构成了目前仅见的一种特殊双星系统：在这个系统中，白矮星从另一颗高演化阶段、氦燃烧的炽热次矮星吸取物质，并对外发出X射线。
双星系统示意图，其中白矮星从另一颗恒星吸取物质
梅雷赫蒂对此进行了解释：“这个双星系统和其它任何X射线双星系统都存在很大差异，这是唯一观测到炽热次矮星物质被临近白矮星吸取的双星系统。在双星系统中，这种状态的持续时间非常短暂，因此观测到这种系统是非常罕见的。”
宇宙中的吸血鬼和滑冰者
当一颗质量约为太阳8倍的恒星内核物质烧尽时，就会形成白矮星。这时，原本用于对抗引力的向外辐射能量过程会停止，导致恒星的内核坍缩，而外层膨胀至最终消失，并失去大部分质量。
这个过程通常会留下一颗孤零零的死亡恒星，就像太阳在50亿年之后的结局那样。但是对于存在伴星的白矮星，其却可以通过不断吸取物质而“恢复生机”。这个过程会同时增加白矮星的自旋速度，导致其自旋变快。
梅雷赫蒂表示：“双星系统中的白矮星从伴星吸取物质时，被吸取的物质会围绕白矮星形成一个吸积盘。吸积盘的内圈边缘旋转速度会大于白矮星的旋转速度，因此当物质落向白矮星表面时，会对其施加一个力矩，从而提升白矮星的旋转速度。”
橙色漩涡中央有一颗白色星核，其旁边存在一颗明亮的蓝色星体（图片来自：弗朗西斯科•马利戈迪，背景图来自美国航空航天局、欧洲航天局和美国太空望远镜科学研究所的布朗）
这意味着当研究白矮星的自旋速度时，不仅需要考虑到其吸积物质的过程，也需要考虑角动量的变化。但是，这些原因依然不足以解释这颗白矮星的高速自旋现象。
梅雷赫蒂对此解释说：“在物质吸积速度和角动量增长速度之间，是存在着已知的关系的。也就是说，如果知道了物质吸积速度，我们可以大致计算出来这颗白矮星自旋加速的具体数值，而白矮星的吸积速度又可以依据X射线的亮度进行估算。但是最终的计算表明：这些因素并不足以解释白矮星的高速自旋现象。”
那么还有什么其它原因呢？经过研究发现：如果这颗死去恒星因为收缩体积导致其转动惯量降低，那么它的自旋速度就可以得到解释了！
我们可以用地球上一个常见的例子来说明一下：一个做旋转动作的花样滑冰运动员在收起手臂时，其旋转速度会加快。
白矮星尺寸的缩小导致自旋加快，就像花样滑冰运动员收缩手臂时的高速旋转一样。
梅雷赫蒂说：“白矮星在其生命的第一个百万年之间，会出现尺寸的收缩，这导致转动惯量的改变，这可以解释这颗白矮星的自旋加快现象。”
我们所观测到的其它白矮星，其年龄都已经达到数十亿年，而这颗白矮星的寿命只有几百万年，因此科学家们才有可能观测到其收缩的过程。
如果研究一下这颗白矮星的寿命，会发现其可以称得上是“短命”的天体！
这颗白矮星什么时候会发生爆炸？
RX J0648.0–4418这颗白矮星不仅仅是目前发现的自旋最快的白矮星，其质量在白矮星中也是数一数二的！
这和其生命周期有关。
我们发现的大部分白矮星质量都在0.6个太阳质量附近，但这颗白矮星质量大约是1.2个太阳质量。这一点非常值得关注，因为这个质量已经接近了钱德拉塞卡极限质量，也就是1.4个太阳质量。
一旦达到钱德拉塞卡极限后，一颗星体就具备足够的质量成为超新星了。
这张图展示了SN2014超新星，其是近年来爆发的距离地球最近的la型超新星。（图片来自美国航空航天局、欧洲航天局、古珀（斯德哥尔摩大学）、哈勃遗产项目团队）
梅雷赫蒂说：“白矮星存在一个质量的上限 – 大约是1.4个太阳质量。而这颗白矮星已经接近这个质量上限，并且还在不断吸取物质。这颗白矮星何时会突破质量上限变为超新星呢？不同的理论计算模型得到的结果虽然略有差异，但是都认为小于10万年。”
听上去10万年已经非常长了，但这是以我们人类寿命来看的，要知道太阳当前的岁数已经达到了46亿年。
梅雷赫蒂对此肯定：“10万年在天文学的角度来看，是非常短暂的时间。”
并且这颗白矮星向超新星转化的速度还会加快，因为随着时间的推移，其伴星（白矮星的“物质捐赠者”）自身的演化会导致白矮星吸积物质的速度加快。
梅雷赫蒂详细做了解释：“这颗白矮星的伴星目前处于氦燃烧阶段，它向外喷射的是较为稀薄的气体，然后被白矮星吸入。但是等到氦燃烧阶段的末期，这颗伴星将会发生膨胀，那时白矮星将可以从其膨胀的外层吸取到更多的物质。”
在其爆发前，RX J0648.0–4418 / HD 49798这个双星系统依然有很多值得研究的地方。16年前，梅雷赫蒂所在的研究团队发现了这个双星系统，未来他们将会揭开更多的秘密。
梅雷赫蒂说：“这个双星系统是罕见的，其X射线观测结果中，依然有很多方面无法被完美解释。未来更加灵敏的X射线观测设备将有助于我们的进一步研究。”
梅雷赫蒂的这些研究结果已经写入一篇同行预评审论文，发表在预印本文献库网站中。
BY:Robert Lea
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